JP4535830B2 - Welding method with automatic welding equipment - Google Patents

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本発明は、溶接ロボットの外部移動軸を増加することなく、トーチの有効動作範囲内にある溶接線を良好に溶接することができる自動溶接装置による溶接方法に関する。 The present invention, without increasing the external moving shaft of the welding robot, Welding method according to the automatic welding apparatus the welding line within the effective operating range of the torch can be satisfactorily welded.

建築鉄骨用の柱は仕口部とシャフト部とから主として構成され、通常仕口部に短尺の梁部材が溶接、接合されている。ところで、鉄骨柱は仕口部への梁部材の取り付け方法によって一般的な仕口と段差仕口とに大別される。   A column for a building steel frame is mainly composed of a joint portion and a shaft portion, and a short beam member is usually welded and joined to the joint portion. By the way, the steel column is roughly divided into a general joint and a step joint depending on the method of attaching the beam member to the joint.

図11(a)乃至図11(c)は鉄骨柱の代表的な仕口部の側面図であり、図12は図11(a)の平面図である。   11 (a) to 11 (c) are side views of a typical joint portion of a steel column, and FIG. 12 is a plan view of FIG. 11 (a).

図11(a)において、この鉄骨柱は仕口部を構成するダイヤフラム42と梁部材44の梁フランジ45が同一レベルである一般的仕口を有する鉄骨柱である。即ち、角柱状のコラム41の上下両端に夫々正方形平板状のダイヤフラム42が接合されてコラムコア43が形成されている。ダイヤフラム42の4辺には図12に示したように、夫々短尺の梁部材44の梁フランジ45が図11(a)の裏当金47を用いて溶接、接合されている。梁部材44は上下の梁フランジ45と、その間に配置されたウェブ材46とで構成されている。   In FIG. 11A, this steel column is a steel column having a general joint in which the diaphragm 42 constituting the joint and the beam flange 45 of the beam member 44 are at the same level. That is, a square flat plate diaphragm 42 is joined to the upper and lower ends of a prismatic column 41 to form a column core 43. As shown in FIG. 12, beam flanges 45 of short beam members 44 are welded and joined to the four sides of the diaphragm 42 using the backing metal 47 of FIG. The beam member 44 is composed of upper and lower beam flanges 45 and a web member 46 disposed therebetween.

図11(b)において、この鉄骨柱は仕口部を構成するダイヤフラム52と、これに接合される梁部材54の梁フランジ55は同一レベルであるが、ダイヤフラム52の上部に別のコラム57を介して別のダイヤフラム58が接合されており、段差仕口である。   In FIG. 11 (b), this steel column has the diaphragm 52 constituting the joint part and the beam flange 55 of the beam member 54 joined to the same, but another column 57 is provided on the upper part of the diaphragm 52. Another diaphragm 58 is joined via a gap, which is a step joint.

即ち、角柱状のコラム51の上下両端に夫々正方形平板状のダイヤフラム52が接合され、上部ダイヤフラム52の更に上部にコラム51よりも高さが低いコラム57及びもう1つのダイヤフラム58が順次接合されてコラムコア53が形成されている。コラムコア53にはその4辺に夫々短尺の梁部材54が接合されている。   That is, a square plate-like diaphragm 52 is joined to both the upper and lower ends of the prismatic column 51, and a column 57 having a height lower than the column 51 and another diaphragm 58 are joined to the upper diaphragm 52 in sequence. A column core 53 is formed. The column core 53 is joined with short beam members 54 on four sides thereof.

梁部材54は上下の梁フランジ55とその間のウェブ材56とで構成されている。梁部材54の上側の梁フランジ55はコラムコア53の中間のダイヤフラム52に裏当金59を用いて接合されており、下側の梁フランジ55はコラムコア53の下側のダイヤフラム52に裏当金59を用いて接合されている。従って、コラムコア53の上部ダイヤフラム58と梁部材54の上部梁フランジ55との間には段差がある。仕口溶接部は、例えばレ型開先である。なお、図11(b)の平面図は図12と同様に表される。   The beam member 54 is composed of upper and lower beam flanges 55 and a web member 56 therebetween. The upper beam flange 55 of the beam member 54 is joined to the diaphragm 52 in the middle of the column core 53 using a backing metal 59, and the lower beam flange 55 is bonded to the lower diaphragm 52 of the column core 53. Bonded using gold 59. Accordingly, there is a step between the upper diaphragm 58 of the column core 53 and the upper beam flange 55 of the beam member 54. The joint weld is, for example, a ledge groove. In addition, the top view of FIG.11 (b) is represented similarly to FIG.

図11(c)において、この鉄骨柱はコラムコア63のダイヤフラム62と梁部材64の梁フランジ65が異なる高さの段差仕口である。即ち、角柱状のコラム61の上下両端に夫々正方形平板状のダイヤフラム62が接合されてコラムコア63が形成されている。コラムコア63にはその4辺に夫々短尺の梁部材64が接合されている。   In FIG. 11C, this steel column is a stepped joint having different heights in the diaphragm 62 of the column core 63 and the beam flange 65 of the beam member 64. That is, a square flat diaphragm 62 is joined to each of upper and lower ends of a prismatic column 61 to form a column core 63. The column core 63 is joined with short beam members 64 on the four sides thereof.

梁部材64は上下の梁フランジ65とその間のウェブ材66とで構成されている。梁部材64はコラムコア63よりも低いので、下側の梁フランジ65はコラムコア63の下側のダイヤフラム62に裏当金67を用いて接合されているが、上側の梁フランジ65はコラムコア63のコラム部61に裏当金67を用いて接合されている。従って、コラムコア63の上部ダイヤフラム62と梁部材64の上部梁フランジ材65との間には段差がある。仕口溶接部は、例えばレ型開先である。なお、図11(c)の平面図は図12と同様に表される。   The beam member 64 includes an upper and lower beam flange 65 and a web member 66 therebetween. Since the beam member 64 is lower than the column core 63, the lower beam flange 65 is joined to the lower diaphragm 62 of the column core 63 using a backing metal 67, but the upper beam flange 65 is connected to the column core 63. It is joined to 63 column parts 61 using backing metal 67. Therefore, there is a step between the upper diaphragm 62 of the column core 63 and the upper beam flange member 65 of the beam member 64. The joint weld is, for example, a ledge groove. In addition, the top view of FIG.11 (c) is represented similarly to FIG.

このような鉄骨柱の仕口部を溶接する溶接装置として例えばX軸方向移動装置及びY方向移動装置を備えた自動溶接装置が挙げられる。   As a welding apparatus for welding the joint portion of such a steel column, for example, an automatic welding apparatus including an X-axis direction moving device and a Y-direction moving device can be given.

図13は、このような自動溶接装置を示す説明図であって、図13(a)はその正面図、図13(b)は図13(a)における溶接アームとワークとの位置関係を示す模式図である。図13(a)において、この自動溶接装置は、Y軸方向ロボット移動装置71と、このY軸方向ロボット移動装置71の上部に配置されたX軸方向ロボット移動装置72と、その上部に設けられた多関節型の溶接ロボット73とから主として構成されている。溶接ロボット73にはアーム73aが設けられており、アーム73aの先端部にはトーチ76が取り付けられている。   FIG. 13 is an explanatory view showing such an automatic welding apparatus, in which FIG. 13 (a) is a front view thereof, and FIG. 13 (b) is a positional relationship between the welding arm and the workpiece in FIG. 13 (a). It is a schematic diagram. In FIG. 13A, the automatic welding apparatus is provided on a Y-axis direction robot moving device 71, an X-axis direction robot moving device 72 disposed on the Y-axis direction robot moving device 71, and an upper portion thereof. And a multi-joint type welding robot 73. The welding robot 73 is provided with an arm 73a, and a torch 76 is attached to the tip of the arm 73a.

溶接ロボット73の前方にはワーク置き台75が配置されており、このワーク置き台75上に図11(b)又は(c)に示したような段差のある仕口溶接部を備えたワーク74が載置されている。溶接ロボット73はY軸方向ロボット移動装置71及びX方向ロボット移動装置72を備えていることから、ワークの溶接線に対して適正な溶接姿勢を取るように移動することができ、また大きさの異なる種々のワークに対応することもできる。   A workpiece placing table 75 is disposed in front of the welding robot 73, and a workpiece 74 provided with a joint welding portion having a step as shown in FIG. 11B or 11C on the workpiece placing table 75. Is placed. Since the welding robot 73 includes the Y-axis direction robot moving device 71 and the X-direction robot moving device 72, the welding robot 73 can move so as to take an appropriate welding posture with respect to the welding line of the workpiece. Different types of workpieces can also be handled.

図13(b)において、ワーク74は段差仕口部の溶接線74a、74b、74c及び74dが溶接ロボット73のアーム73aの基端部からワーク74に向かう線78に対して直交するか又は平行な方向に配置されており、各溶接線は溶接ロボット73の溶接トーチ76をX軸方向及びY軸方向に移動しながら溶接される。破線で囲まれた部分79はY軸方向及びX軸方向ロボット移動装置71、72を固定した場合の溶接トーチの有効動作範囲である。   In FIG. 13B, the workpiece 74 has a welding line 74 a, 74 b, 74 c and 74 d at the stepped portion perpendicular to or parallel to a line 78 from the base end of the arm 73 a of the welding robot 73 toward the workpiece 74. The welding lines are welded while moving the welding torch 76 of the welding robot 73 in the X-axis direction and the Y-axis direction. A portion 79 surrounded by a broken line is an effective operation range of the welding torch when the Y-axis direction and X-axis direction robot moving devices 71 and 72 are fixed.

しかしながら、このような従来の自動溶接装置においては、段差仕口溶接部への適用について十分な考慮がなされておらず、溶接ロボットから離れた遠い方の段差仕口部を溶接しようとすると、ワーク上部のダイヤフラムと溶接トーチとが干渉し、段差仕口部を良好に溶接できないという問題点があった。   However, in such a conventional automatic welding apparatus, sufficient consideration is not given to the application to the stepped joint welded part, and when attempting to weld a stepped part far away from the welding robot, There was a problem that the upper diaphragm and the welding torch interfered with each other so that the stepped portion could not be welded well.

図14(a)及び(b)は夫々図13(b)の状態の溶接ロボットを用いた仕口溶接方法を示す模式図であり、図14(a)はアーム73aの基端部からワークに向かう方向線78(X軸方向)に沿った段差仕口部74dを溶接する場合、図14(b)は溶接ロボットから遠い方のY軸方向に沿った段差仕口部74cを溶接する場合を示す図である。   14 (a) and 14 (b) are schematic views showing a joint welding method using the welding robot in the state shown in FIG. 13 (b). FIG. 14 (a) shows the work from the base end of the arm 73a to the workpiece. When welding the step joint 74d along the direction line 78 (X-axis direction), FIG. 14B shows the case where the step joint 74c along the Y-axis direction far from the welding robot is welded. FIG.

図14(a)において、溶接線74dは溶接トーチ76の有効動作範囲79内にあり、溶接トーチ76はワーク74の上部ダイヤフラム77と干渉することなく段差仕口の溶接線74dに到達し、良好な溶接を行うことができる。一方、図14(b)において、溶接線74cは溶接トーチ76の有効動作範囲79内にあるが、溶接トーチ76はワーク74の上部ダイヤフラム77の端辺と干渉する。即ち、段差への適用はトーチの形状(手首からアーク点までの距離)に依存するが、ロボットアーム73aがワーク74にかぶさる位置関係となるので、段差仕口の溶接線74cにその先端部を到達させることができず、良好な仕口溶接を行うことができない。   In FIG. 14 (a), the welding line 74d is within the effective operation range 79 of the welding torch 76, and the welding torch 76 reaches the welding line 74d of the step joint without interfering with the upper diaphragm 77 of the workpiece 74, which is good. Welding can be performed. On the other hand, in FIG. 14B, the welding line 74 c is within the effective operation range 79 of the welding torch 76, but the welding torch 76 interferes with the edge of the upper diaphragm 77 of the work 74. That is, the application to the step depends on the shape of the torch (the distance from the wrist to the arc point), but since the robot arm 73a is in a positional relationship covering the workpiece 74, the tip portion is attached to the welding line 74c of the step joint. It cannot be achieved, and good joint welding cannot be performed.

このような仕口溶接を行う溶接装置に関する従来技術として例えば実開平5−70769号公報が挙げられる。図15は従来の鉄骨仕口フランジの自動溶接装置を示す説明図であって、図15(a)は正面図、図15(b)はその平面図である。図15(a)において、床面102に基台支柱101が設置されており、この基台支柱101に昇降自在な昇降体104が取り付けられている。昇降体104には基端部が基部を中心として回動自在な旋回ビーム111が設けられており、旋回ビーム111の先端部には溶接トーチ112を任意方向に操作できる溶接ロボット113が配置されている。溶接ロボット113は、図15(b)に示した円弧経路Lに沿って移動可能であり、溶接ロボット113はこの円弧経路Lに沿って配置されたワークW1乃至W3の仕口部に対して仕口溶接を行う(特許文献1、実用新案登録請求の範囲、図1、図2)。   For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-70769 is cited as a related art relating to a welding apparatus that performs such joint welding. FIGS. 15A and 15B are explanatory views showing a conventional automatic welding apparatus for a steel joint flange, in which FIG. 15A is a front view and FIG. 15B is a plan view thereof. In FIG. 15A, a base column 101 is installed on the floor surface 102, and a liftable body 104 that can be raised and lowered is attached to the base column 101. The elevating body 104 is provided with a turning beam 111 whose base end is rotatable about the base, and a welding robot 113 capable of operating the welding torch 112 in an arbitrary direction is disposed at the tip of the turning beam 111. Yes. The welding robot 113 is movable along the arc path L shown in FIG. 15B, and the welding robot 113 performs processing on the joints of the workpieces W1 to W3 arranged along the arc path L. Mouth welding is performed (patent document 1, utility model registration request, FIGS. 1 and 2).

実開平5−70769号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-70769

しかしながら、上記従来技術は、図13に示した自動溶接装置と同様、溶接ロボット113から離れた遠い方の段差仕口を溶接する際、ワーク上部のダイヤフラムの端辺と溶接トーチ112とが干渉する場合があり、段差仕口を良好に溶接できないという問題点があった。   However, as in the automatic welding apparatus shown in FIG. 13, the prior art described above interferes with the end of the diaphragm on the upper part of the workpiece and the welding torch 112 when welding a stepped part far from the welding robot 113. In some cases, there was a problem that the stepped joint could not be welded well.

また上記従来技術は、溶接ロボット自体を旋回可能なアームに取り付け、旋回範囲内の旋回経路に沿ってワークを配置するものであり、ワークの配置基準が不明瞭であり、ワーク配置動作が煩雑になるという問題点もあった。   In the above prior art, the welding robot itself is attached to a turnable arm, and a work is placed along a turning path within a turning range, the work placement reference is unclear, and the work placement operation is complicated. There was also the problem of becoming.

このような問題点に対し、天井に溶接ロボットを取り付けた自動溶接装置を用いることが考えられる。図16は、天井に溶接ロボットを取り付けた自動溶接装置の正面図である。図16において、床面に設けられたY軸方向ロボット移動装置81の上部に垂直な支柱87が搭載されており、この支柱87の上端部にX軸方向ロボット移動装置82が水平に設けられている。X軸方向ロボット移動装置82には溶接ロボット83が下向きに固定されており、溶接ロボット83のアーム83aの先端部に溶接トーチ86が設けられている。溶接ロボット83の下部床面にワーク置き台85が配置されており、このワーク置き台85上に段差仕口を有するワーク84が載置されている。   For such problems, it is conceivable to use an automatic welding apparatus in which a welding robot is attached to the ceiling. FIG. 16 is a front view of an automatic welding apparatus in which a welding robot is attached to the ceiling. In FIG. 16, a vertical support 87 is mounted on the top of a Y-axis direction robot moving device 81 provided on the floor, and an X-axis direction robot moving device 82 is provided horizontally on the upper end of this support 87. Yes. A welding robot 83 is fixed downward on the X-axis direction robot moving device 82, and a welding torch 86 is provided at the tip of the arm 83 a of the welding robot 83. A work placing table 85 is disposed on the lower floor surface of the welding robot 83, and a work 84 having a level difference is placed on the work placing table 85.

このような天井走行溶接ロボット装置によれば、天井部分にX方向のロボット移動装置82が設けられているので、溶接対象であるワーク84の上部ダイヤフラム88を跨がないで、支柱87から遠く離れた段差仕口部を溶接することができる。   According to such a ceiling traveling welding robot apparatus, since the X-direction robot moving apparatus 82 is provided on the ceiling portion, it is far from the support column 87 without straddling the upper diaphragm 88 of the work 84 to be welded. Stepped joints can be welded.

しかしながら、段差仕口部はダイヤフラム88の4辺に夫々対応して存在することから、これらの全てを良好に溶接しようとすると、天井にX軸方向だけでなくY軸方向への移動装置を設ける必要があり、システム全体が大型化又は複雑化し、操作が煩雑になるという問題点がある。なお、溶接ロボット83だけでなく、システム全体にもX軸方向及びY軸方向への移動装置を設けた場合は広大な設置スペースが必要になる。   However, since the level difference part exists corresponding to each of the four sides of the diaphragm 88, if all of these are to be welded well, a moving device not only in the X axis direction but also in the Y axis direction is provided on the ceiling. Therefore, there is a problem that the entire system becomes larger or complicated, and the operation becomes complicated. In addition, when not only the welding robot 83 but also the entire system is provided with a moving device in the X-axis direction and the Y-axis direction, a large installation space is required.

即ち、従来技術に従って多関節型溶接ロボットを使用して段差仕口溶接部を有する鉄骨柱の溶接部を溶接する場合、全ての段差仕口溶接部を良好なロボット姿勢を確保して良好に溶接しようとすると、溶接ロボットの動作を補うために新たな外部移装置が必要となり、移動装置の増加に伴いシステム全体が大型化し、操作が煩雑になるという問題点があった。 That is, when welding steel column welds with step joint welds using an articulated welding robot according to the prior art, all step joint welds are welded well with a good robot posture. an attempt, requires new external moving device to compensate for operation of the welding robot, the whole system with the increase of the mobile device becomes large, there is a problem that the operation becomes complicated.

本発明はかかる問題点に鑑み、溶接ロボットの外部移動装置を増加させることなく、トーチの有効動作範囲内にある全ての溶接部を良好に溶接することができると共に、ワークの位置決めが容易で、ワーク設置スペースを小さくすることができる自動溶接装置による溶接方法を提供することを目的とする。 In view of such problems, the present invention can satisfactorily weld all the welded parts within the effective operation range of the torch without increasing the external movement device of the welding robot, and can easily position the workpiece. and to provide a welding method according to the automatic welding apparatus can be reduced workpiece installation space.

本願発明に係る自動溶接装置による溶接方法は、溶接ロボット本体と、この溶接ロボット本体に設けられた多関節型のアームと、このアームの先端部にアームの中心軸に対して傾斜して設けられたトーチと、を有する溶接ロボットを使用し、移動装置により前記溶接ロボット本体を一方向にのみ移動させ、前記アームを操作してワークの溶接線を溶接する自動溶接装置による溶接方法において、
段差仕口溶接部を有する複数個のワークを、前記溶接ロボット本体が溶接対象のワークに対応する位置に移動したときに前記アームの基端部からワークに向かう方向が前記溶接ロボット本体の移動方向に交叉するような位置に、前記ワークの溶接線が前記アームの基端部から前記ワークに向かう方向に対して各ワークの相互間で同一の角度で傾斜するように配置すると共に、前記複数個のワークを、前記溶接ロボットの移動方向に沿って千鳥状に配列し、相互に隣接するワークを、夫々のワークの一部同士が前記アームの基端部からワークに向かう方向に並ぶように配置し、
前記ワークの位置決めは、ワークの所定の溶接作業位置に設けられ前記溶接ロボット本体からワークの溶接作業位置に向かう方向に対して傾斜する面及びこの面に直交する面を有する拘束部材に対し、前記溶接ロボット本体から前記拘束部材に向かう方向にワークを移動させて前記拘束部材に当接させることによって行い、
前記アームの関節部における屈曲、及び前記アームの中心軸に対するトーチの傾斜角度を利用して、前記トーチを前記ワークの段差に干渉させずに前記ワークの溶接線を溶接することを特徴とする。
A welding method using an automatic welding apparatus according to the present invention includes a welding robot main body, an articulated arm provided on the welding robot main body, and a tip of the arm that is inclined with respect to the central axis of the arm. In a welding method by an automatic welding apparatus that uses a welding robot having a torch, moves the welding robot body only in one direction by a moving device, and operates the arm to weld a welding line of a workpiece.
The direction from the base end of the arm toward the workpiece when the welding robot body moves to a position corresponding to the workpiece to be welded is moved in the direction of movement of the welding robot body. The welding lines of the workpieces are arranged so as to be inclined at the same angle between the workpieces with respect to the direction from the base end portion of the arm toward the workpieces, and the plural The workpieces are arranged in a zigzag pattern along the moving direction of the welding robot, and the workpieces adjacent to each other are arranged such that a part of each workpiece is aligned in the direction from the base end portion of the arm to the workpiece. And
The positioning of the workpiece is performed at a predetermined welding work position of the workpiece with respect to a restraining member having a surface inclined from the welding robot body toward the welding work position of the workpiece and a surface orthogonal to the surface. By moving the workpiece in a direction from the welding robot main body toward the restraining member and contacting the restraining member,
The welding line of the workpiece is welded without causing the torch to interfere with the step of the workpiece by using the bending at the joint portion of the arm and the inclination angle of the torch with respect to the central axis of the arm.

また、本願発明に係る自動溶接装置による溶接方法において、前記傾斜角度は45度であることが好ましい。 Moreover, in the welding method according to an automatic welding device according to the present invention, the tilt angle is not preferable to be 45 degrees.

本願発明に係る自動溶接装置による溶接方法によれば、ワークを、ワークの溶接線が溶接ボットのアームの基端部からワークに向かう方向に対して傾斜するように配置することにより、溶接部が溶接トーチの有効動作範囲内にあれば、溶接ロボットから遠く離れた位置の溶接部であっても良好な溶接姿勢を確保して良好に溶接することができる。 According to the welding method according to the automatic welding apparatus according to the present invention, the workpiece, by welding line of the workpiece are arranged so as to be inclined with respect to a direction toward the workpiece from the proximal end of the arm of the welding robot, welding If the part is within the effective operating range of the welding torch, a good welding posture can be secured and good welding can be achieved even in a welded part far from the welding robot.

また、本発明の自動溶接装置による溶接方法によれば、前記ワークの位置決めを、ワークの所定の溶接作業位置に設けられ前記溶接ロボット本体からワークの溶接作業位置に向かう方向に対して傾斜する面及びこの面に直交する面を有する拘束部材に対し、前記溶接ロボット本体から前記拘束部材に向かう方向にワークを移動させて前記拘束部材に当接させることによって行うようにしたので、搬入ワークの中心軸がワークの溶接作業位置の中心軸と多少ずれた場合でも、ワークが拘束部材に当接した後、スライドしてワークの溶接作業位置まで移動するので、ワーク位置が一義的に定まり、容易に位置決めすることができる。 According to the welding method by the automatic welding apparatus of the present invention, the workpiece is positioned at a predetermined welding operation position of the workpiece and inclined with respect to a direction from the welding robot body toward the workpiece welding operation position. And the restraint member having a surface orthogonal to this surface, the workpiece is moved in the direction from the welding robot body toward the restraint member and brought into contact with the restraint member. Even if the shaft slightly deviates from the center axis of the workpiece welding work position, the workpiece slides and moves to the workpiece welding work position after contacting the restraining member, so the workpiece position is uniquely determined and easily Can be positioned.

また本願の請求項に係る自動溶接装置による溶接方法によれば、前記傾斜角度を45度としたので、ワーク置き台上のX軸方向とY軸方向が直交する座標軸を基準にワークを配置することができるので、ワークの位置決めがより容易となる。
Further, according to the welding method by the automatic welding apparatus according to claim 2 of the present application, since the inclination angle is set to 45 degrees, the workpiece is arranged with reference to the coordinate axis in which the X-axis direction and the Y-axis direction on the workpiece table are orthogonal. Therefore, the workpiece can be positioned more easily.

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明者は、従来技術において溶接ロボットから最も離れた位置の段差仕口部を良好に溶接することができない原因は、ワークの溶接線が溶接ロボットのアームの基端部からワークに向かう方向に対して直交又は平行するように配置していることにあると考え、鋭意研究した結果、溶接ロボットのアームの基端部からワークに向かう方向に対してワークの溶接線が傾斜するようにワークを配置することにより、溶接トーチの有効動作範囲内であれば、溶接ロボットの外部移動軸を増加させることなく、遠く離れた段差仕口部であっても良好なトーチ姿勢を確保して良好な仕口溶接を行うことができることを見出し、本発明に到達した。   The inventor found that the reason why the stepped joint at the position farthest from the welding robot in the prior art cannot be satisfactorily welded is that the welding line of the workpiece is in the direction from the base end of the arm of the welding robot toward the workpiece. As a result of diligent research, the workpiece was placed so that the welding line of the workpiece was inclined with respect to the direction from the base end of the welding robot arm toward the workpiece. By arranging it within the effective operating range of the welding torch, it is possible to ensure a good torch posture and ensure a good torch posture even at a stepped part far away without increasing the external movement axis of the welding robot. The inventors have found that it is possible to perform mouth welding, and reached the present invention.

図1は本発明の第1実施形態に適用される自動溶接装置の側面図、図2は図1の平面図である。   FIG. 1 is a side view of an automatic welding apparatus applied to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG.

図1及び図2において、この溶接装置は溶接機ビーム11の長さ方向(Y方向)に移動可能であり、外部移動方向が1方向の溶接装置である。   1 and 2, the welding apparatus is movable in the length direction (Y direction) of the welder beam 11, and the external movement direction is a unidirectional welding apparatus.

図1において、床面10上に長尺状の溶接機ビーム11が配置されている。溶接機ビーム11には基台12が水平移動可能に搭載されており、基台12上に垂直方向に延びる垂直ビーム13が設けられている。   In FIG. 1, a long welding machine beam 11 is disposed on a floor surface 10. A base 12 is mounted on the welder beam 11 so as to be horizontally movable, and a vertical beam 13 extending in the vertical direction is provided on the base 12.

垂直ビーム13の上端部にはこの垂直ビーム13に対して直角方向に水平に延びる水平ビーム14が取り付けられている。水平ビーム14の先端部には支持体15を介して溶接ロボット16が設けられており、溶接ロボット16の先端部に溶接トーチ17が取り付けられている。垂直ビーム13にはその高さ方向の中間部に所定の平面を有するデッキ13aが固定されており、オペレータはこのデッキ13aからワークの溶接状況を監視することができる。   A horizontal beam 14 extending horizontally in a direction perpendicular to the vertical beam 13 is attached to an upper end portion of the vertical beam 13. A welding robot 16 is provided at the tip of the horizontal beam 14 via a support 15, and a welding torch 17 is attached to the tip of the welding robot 16. A deck 13a having a predetermined plane is fixed to the vertical beam 13 at an intermediate portion in the height direction, and the operator can monitor the welding state of the workpiece from the deck 13a.

図2において、床面10に水平に配置された長尺状の溶接機ビーム11に基台12を介して垂直ビーム13が水平移動可能に搭載されている。垂直ビーム13の上部先端部には、水平に延びる水平ビーム14が取り付けられている。水平ビーム14の先端部には支持体15を介して溶接ロボット16が設けられており、溶接ロボット16の先端部に溶接トーチ17が取り付けられている。   In FIG. 2, a vertical beam 13 is mounted on a long welder beam 11 disposed horizontally on a floor surface 10 through a base 12 so as to be horizontally movable. A horizontal beam 14 extending horizontally is attached to an upper end portion of the vertical beam 13. A welding robot 16 is provided at the tip of the horizontal beam 14 via a support 15, and a welding torch 17 is attached to the tip of the welding robot 16.

床面10には溶接機ビーム11に平行にワーク置き台19が配置されている。溶接トーチ17の有効移動範囲18はワーク置き台19の上部表面とほぼ重なっており、溶接トーチ17の有効移動範囲18内に被溶接物である同一形状のワーク20、21等が2列に配置されている。   A work table 19 is disposed on the floor 10 in parallel with the welder beam 11. The effective movement range 18 of the welding torch 17 substantially overlaps the upper surface of the work table 19, and the workpieces 20 and 21 having the same shape as the workpieces are arranged in two rows within the effective movement range 18 of the welding torch 17. Has been.

ワーク20の位置決めは、図3に示したように、ワーク置き台(図示省略)上の予め決定されたワークの溶接作業位置に固定された拘束部材としてのストッパー8に、ワークの例えば下側ダイヤフラムを溶接ロボット本体から前記ストッパー8に向かう方向に移動させて前記ストッパー8に当接させることによって行う。   As shown in FIG. 3, for example, the workpiece 20 is positioned on a stopper 8 as a restraining member fixed at a predetermined workpiece welding position on a workpiece table (not shown). Is moved in a direction from the welding robot body toward the stopper 8 and brought into contact with the stopper 8.

図3は、図2における溶接時の溶接ロボットとワークとの位置関係を示す図である。図3において、ワーク20はその溶接線20a乃至20dがアーム16aの基端部からワーク20に向かう線4に対して所定角度で傾斜するように配置されている。ストッパー8は、図示省略したワーク置き台の溶接ロボット本体からワークの溶接作業位置に向かう方向及びこれに直交する方向へのワーク20の移動を拘束する平面を有するもので、例えばワーク20を受け止めるための角部を有するように平面図上くの字状をしている。   FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the welding robot and the workpiece during welding in FIG. In FIG. 3, the workpiece 20 is arranged such that the welding lines 20 a to 20 d are inclined at a predetermined angle with respect to the line 4 from the proximal end portion of the arm 16 a toward the workpiece 20. The stopper 8 has a plane that restrains the movement of the workpiece 20 in the direction from the welding robot body of the workpiece table (not shown) toward the welding work position of the workpiece and in the direction orthogonal thereto, for example, to receive the workpiece 20. It has a square shape on the plan view so as to have a corner.

ストッパー8の平面図上くの字における角部は、配置されるワークの移動を拘束することができれば、その角部が溶接ロボット本体に対して開口する向きに配置されるものであっても、反溶接ロボット本体側に開口する向きに配置されるものであってもよい。   As long as the corners in the square shape on the plan view of the stopper 8 can restrain the movement of the work to be arranged, even if the corners are arranged in an orientation that opens to the welding robot body, You may arrange | position in the direction opened to the anti-welding robot main body side.

平面図上くの字状のストッパー8を用いることにより、搬入ワークの中心軸がワーク配置位置の中心軸と多少ずれた場合でも、ワークがストッパー8に当接した後、スライドしてワークの溶接作業位置まで移動するので、ワーク位置が一義的に定まり、容易に位置決めすることができる。   By using the square stopper 8 on the plan view, even when the center axis of the workpiece is slightly shifted from the center axis of the workpiece placement position, the workpiece contacts the stopper 8 and slides to weld the workpiece. Since it moves to the work position, the work position is uniquely determined and can be easily positioned.

図2において、ワーク20は段差仕口溶接部を有する仕口であり、ワーク20は、アームの基端部からワークに向かう方向が前記溶接ロボット本体の移動方向に交叉するような位置に、前記ワーク20の溶接線20a乃至20dが前記アームの基端部からワークに向かう方向に対して所定角度、例えば約45度で傾斜するように配置されている。   In FIG. 2, the workpiece 20 is a joint having a stepped joint welding portion, and the workpiece 20 is located at a position where the direction from the base end portion of the arm to the workpiece intersects the moving direction of the welding robot body. The welding lines 20a to 20d of the workpiece 20 are arranged so as to be inclined at a predetermined angle, for example, about 45 degrees with respect to the direction from the base end portion of the arm toward the workpiece.

図4は、図1の溶接ロボット16の先端部の溶接トーチ17を示す拡大図である。図4において、溶接トーチ17はトーチ部分の長さが例えば600mmあり、このトーチ17の先端部は溶接ロボット16のアーム16aの中心軸に対して例えば35度傾斜するように取り付けられている。このように傾斜して固定されていることにより、段差仕口の溶接時にダイヤフラムとの干渉を有効に回避して良好な溶接姿勢を確保することができる。   FIG. 4 is an enlarged view showing a welding torch 17 at the tip of the welding robot 16 of FIG. In FIG. 4, the length of the torch portion of the welding torch 17 is 600 mm, for example, and the tip portion of the torch 17 is attached so as to be inclined, for example, 35 degrees with respect to the central axis of the arm 16 a of the welding robot 16. By being inclined and fixed in this manner, it is possible to effectively avoid interference with the diaphragm at the time of welding of the stepped joint and ensure a good welding posture.

以下、このような構成の自動溶接装置の動作を説明しつつ、本発明の第1実施形態について説明する。   Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described while explaining the operation of the automatic welding apparatus having such a configuration.

溶接を開始するに際し、先ず、ワーク20、21等をその溶接線が溶接ロボット16のアームの基端部からワークに向かう方向に対して、例えば45度で傾斜するように配置する。このときワークの位置決めは予めワーク置き台19上の所定の溶接作業位置に固定されたストッパー(図3参照)を使用して上述したように、前記ストッパーに当接させることによって行う。即ち、各ワークの下部ダイヤフラムの角部が溶接作業位置に配置されたストッパーの平面図上くの字の開口部に嵌合するように当接してワークの位置決めを行う(図3参照)。   When starting welding, first, the workpieces 20, 21 and the like are arranged so that their welding lines are inclined at, for example, 45 degrees with respect to the direction from the base end portion of the arm of the welding robot 16 toward the workpiece. At this time, the workpiece is positioned by bringing it into contact with the stopper as described above using a stopper (see FIG. 3) fixed in advance to a predetermined welding work position on the workpiece table 19. That is, the workpieces are positioned by abutting so that the corners of the lower diaphragms of the workpieces are fitted into openings in a square shape on the plan view of the stopper disposed at the welding work position (see FIG. 3).

次に、溶接ロボット16を例えばその初期状態位置である図2中溶接機ビーム11の左端から被溶接ワークである例えばワーク20の上部ダイヤフラムの図中縦方向の対角線位置まで移動する。これによって、溶接ロボット16とワーク20との位置関係が図3の状態となる。溶接ロボット16の移動は図示省略した駆動装置によって行う。   Next, the welding robot 16 is moved, for example, from the left end of the welding machine beam 11 in FIG. 2 which is the initial state position to a diagonal position in the vertical direction in the figure of the upper diaphragm of the work 20 which is the work to be welded. As a result, the positional relationship between the welding robot 16 and the workpiece 20 is as shown in FIG. The welding robot 16 is moved by a driving device (not shown).

このとき、ワーク20の段差仕口溶接部である溶接線20a乃至20dは溶接トーチ17の有効動作範囲18内に存在し、溶接ロボット16のアーム16aの多関節部分及び溶接トーチ17の溶接アーム16aの中心軸に対する傾斜角度等を利用することによって図5に示したように、ダイヤフラムとの干渉を回避して全ての段差仕口に対して良好な溶接姿勢を確保して良好な溶接が行われる。   At this time, the welding lines 20a to 20d, which are step welds of the workpiece 20, exist within the effective operation range 18 of the welding torch 17, and the articulated portion of the arm 16a of the welding robot 16 and the welding arm 16a of the welding torch 17 are. As shown in FIG. 5, by utilizing the inclination angle with respect to the central axis of the plate, it is possible to avoid interference with the diaphragm and ensure a good welding posture with respect to all the stepped joints, thereby performing good welding. .

図5は、図2の溶接ロボット16によって溶接線20cを溶接する方法を示す説明図であって、図5(a)はその斜視図、図5(b)は平面図、図5(c)は正面図である。図5(a)及び(b)において、溶接線20cは溶接トーチ17の有効動作範囲18内にあり、溶接トーチ17はアーム16aの伸縮機能及びトーチ17の先端部の傾斜角度等を利用して溶接線20cの全長に到達することができる。またこのとき、ダイヤフラム6の溶接線20cに平行な辺6cと溶接トーチ17先端部との直接の干渉はない。即ち、ワークを、その溶接線がアームの基端部からワークに向かう方向に対して傾斜するように配置することにより、ロボットアームがワークにかぶさらない位置関係となる。従って溶接トーチ17は図5(c)に示したように、溶接線20cの全線に対して良好な溶接姿勢を確保することができ、これによって良好な仕口溶接を施すことができる。 FIG. 5 is an explanatory view showing a method of welding the welding line 20c by the welding robot 16 of FIG. 2, wherein FIG. 5 (a) is a perspective view, FIG. 5 (b) is a plan view, and FIG. 5 (c). Is a front view. 5 (a) and 5 (b), the welding line 20c is within the effective operating range 18 of the welding torch 17, and the welding torch 17 uses the expansion / contraction function of the arm 16a, the inclination angle of the tip of the torch 17, and the like. The full length of the weld line 20c can be reached. At this time, direct interference with parallel sides 6c to weld line 20c of the diaphragm 6 and the welding torch 17 tip not. That is, by arranging the workpiece so that the welding line is inclined with respect to the direction from the base end portion of the arm toward the workpiece, the robot arm is in a positional relationship that does not cover the workpiece. Therefore , as shown in FIG. 5C , the welding torch 17 can ensure a good welding posture with respect to all the welding lines 20c, and thereby can perform good joint welding.

溶接線20dについては、溶接線20cの場合とアームの基端部からワークに向かう線4(図3参照)に対して線対称となる位置に溶接トーチ17を移動させ、同様に良好な溶接姿勢を確保して良好に溶接することができる。   For the welding line 20d, the welding torch 17 is moved to a position that is line symmetric with respect to the welding line 20c and the line 4 (see FIG. 3) from the base end of the arm toward the workpiece, and similarly a good welding posture. It is possible to ensure good welding.

溶接線20aについては、溶接線20c及び20dを溶接する場合に比べて溶接トーチ17を溶接ロボット16本体に近づける方向に移動させ、トーチ角度を調整することによって全線にわたって良好な溶接姿勢を確保することができ、また溶接線20bについては溶接線20aを溶接する場合とアームの基端部からワークに向かう線4に対して線対となるように溶接トーチ角度を調整することによって良好な溶接姿勢を確保することができ、これによって夫々良好な仕口溶接を行うことができる。 As for the welding line 20a, the welding torch 17 is moved in a direction closer to the main body of the welding robot 16 as compared with the case of welding the welding lines 20c and 20d, and a good welding posture is ensured over the entire line by adjusting the torch angle. good welding positions by can be, also for the welding line 20b is to adjust the welding torch angle so as to be a line symmetric to the line 4 toward the workpiece from the proximal end of the case and the arm welding a weld line 20a Therefore, it is possible to perform good joint welding.

ワーク20に対して段差仕口溶接が終了した後、溶接ロボット16をこのワーク20に隣接するワークである例えばワーク21に対応する位置までY軸方向に沿って移動させ、ワーク21と溶接ロボット16との位置関係を上述した図3の場合と同様にし、ワーク20の仕口溶接と同様にしてワーク21の段差仕口溶接部を溶接する。以下、順次隣接するワークに対して同様にして段差仕口溶接を行う。   After step joint welding is completed on the workpiece 20, the welding robot 16 is moved along the Y-axis direction to a position corresponding to the workpiece 21, for example, a workpiece adjacent to the workpiece 20, and the workpiece 21 and the welding robot 16 are moved. And the step welded portion of the workpiece 21 are welded in the same manner as the joint welding of the workpiece 20. Thereafter, step joint welding is performed on adjacent workpieces in the same manner.

本実施形態によれば、ワーク20等をその溶接線が溶接ロボット16のアームの基端部からワークに向かう方向に対して傾斜するように配置したので、溶接ロボット16のアーム16aの多関節機能及び溶接トーチ17のアーム16aの中心軸に対する傾斜角度等を利用することによって、ダイヤフラムと溶接トーチとを干渉させることなく、トーチの有効動作範囲内にある全ての段差仕口溶接部に対して良好な溶接姿勢を確保して良好に溶接することができる。従って、溶接ロボット16から遠く離れた段差仕口を溶接するためのみに溶接ロボットの外部移動軸を増加させる必要がない。また、外部移動軸を増加させることによるシステムの複雑化、大型化を回避することができ、装置全体をコンパクトなものとし、操作性を向上させることができる。   According to the present embodiment, the work 20 and the like are arranged such that the welding line is inclined with respect to the direction from the base end of the arm of the welding robot 16 toward the work, so the multi-joint function of the arm 16a of the welding robot 16 Further, by utilizing the inclination angle of the welding torch 17 with respect to the central axis of the arm 16a, it is good for all stepped welds within the effective operating range of the torch without causing interference between the diaphragm and the welding torch. A good welding posture can be secured and welding can be performed satisfactorily. Therefore, it is not necessary to increase the external movement axis of the welding robot only for welding a step joint far from the welding robot 16. In addition, the system can be prevented from becoming complicated and large by increasing the number of external movement axes, the entire apparatus can be made compact, and operability can be improved.

また、本実施形態によれば、ワークの溶接線が溶接ロボットのアームの基端部からワークに向かう方向に対して水平又は垂直となるように配置していた従来技術に比べて、ワークの必要配置面積を狭くすることができる。   In addition, according to the present embodiment, the necessity of the work is required as compared with the conventional technique in which the work welding line is arranged so as to be horizontal or perpendicular to the direction from the base end of the arm of the welding robot toward the work. The arrangement area can be reduced.

図6は、本実施形態におけるワークの必要配置面積を従来技術におけるワークの必要配置面積と比較して示す図である。図6において、本実施形態における同じ大きさのワークを8個配置するに必要な面積の長さ(La)は15283mmであり、従来技術の場合の(Lb)15250mmとほぼ同様であるが、必要幅(Wa)は3033mmであり、従来技術における必要幅(Wb)4000mmよりも、約970mm短くなり、必要配置面積を約24%低減することができる。   FIG. 6 is a diagram showing the required placement area of the workpiece in this embodiment in comparison with the required placement area of the workpiece in the prior art. In FIG. 6, the length (La) of the area necessary for arranging eight works of the same size in this embodiment is 15283 mm, which is almost the same as (Lb) 15250 mm in the case of the prior art, but is necessary. The width (Wa) is 3033 mm, which is about 970 mm shorter than the required width (Wb) of 4000 mm in the prior art, and the required arrangement area can be reduced by about 24%.

更に、本実施形態によれば、溶接ロボットの動作プログラムを作成する際、従来技術で行っていた溶接ロボットのアームの基端部からワークに向かう方向の位置決めをした後、これに垂直な方向の位置決めを行うという2段階の位置決め操作が不要となり、溶接ロボットのアームの基端部からワークに向かう方向の位置決めだけで対応することができる。従って、動作プログラムの作成が容易で且つ正確になる。   Furthermore, according to the present embodiment, when creating an operation program for a welding robot, positioning in the direction from the base end of the arm of the welding robot, which has been performed in the prior art, to the workpiece, and then in a direction perpendicular thereto A two-step positioning operation of positioning is not required, and can be handled only by positioning in the direction from the base end of the arm of the welding robot toward the workpiece. Therefore, the operation program can be easily and accurately created.

図7は、本発明の第2実施形態に係る自動溶接装置におけるワーク配置方法を示す説明図であって、第1実施形態の変形例を示図である。 Figure 7 is an explanatory diagram showing a work placement method in an automatic welding apparatus according to a second embodiment of the present invention, it is a view to view a modification of the first embodiment.

図7において、ワーク24、25等は第1実施形態におけるワークとはその形状が異なる仕口であり、上下又は左右が対になっていないが、例えばワーク24は段差仕口溶接部24a及び24bを有し、この溶接線24a及び24bは溶接ロボット16のアームの基端部からワークに向かう方向に対して約45度で傾斜するように配置されている。 7, such as a work 24, 25 is a mouth specification shape is different from the workpiece in the first embodiment, although the upper and lower or left and right are not in universal pairs, for example, the workpiece 24 is stepped Joint welds 24a and The welding lines 24a and 24b are arranged so as to be inclined at about 45 degrees with respect to the direction from the base end of the arm of the welding robot 16 toward the workpiece.

このように配置されたワークに対して段差仕口溶接を開始する際は、先ず、溶接ロボット16を被溶接ワークである例えばワーク24に対応する位置まで移動する。これによって、溶接ロボット16とワーク24との位置関係が図8に示したようになる。   When the step joint welding is started with respect to the workpiece arranged in this way, first, the welding robot 16 is moved to a position corresponding to the workpiece 24 to be welded, for example. Thereby, the positional relationship between the welding robot 16 and the workpiece 24 is as shown in FIG.

図8は、本実施形態における溶接ロボット16とワーク24との位置関係を示す図である。図8において、ワーク24の段差仕口溶接部24a及び24bは全て溶接トーチ17の有効動作範囲18内にあり、各溶接線はアームの基端部からワークに向かう方向に対して傾斜するように配置されている。   FIG. 8 is a diagram showing a positional relationship between the welding robot 16 and the workpiece 24 in the present embodiment. In FIG. 8, the level difference welds 24a and 24b of the workpiece 24 are all within the effective operating range 18 of the welding torch 17, and each weld line is inclined with respect to the direction from the base end of the arm toward the workpiece. Has been placed.

従って、本実施形態において、溶接ロボット16の溶接トーチ17はアーム16aの伸縮機能及び先端部の傾斜角度等を利用して全ての溶接部の溶接線に対して適正姿勢を確保して適正な段差仕口溶接を行うことができる。   Therefore, in the present embodiment, the welding torch 17 of the welding robot 16 secures an appropriate posture with respect to the weld lines of all the welded portions by utilizing the expansion / contraction function of the arm 16a and the inclination angle of the distal end portion, and the appropriate level difference. Joint welding can be performed.

図9は、本発明の第3実施形態に係る自動溶接装置におけるワーク配置方法を示す説明図であって、第1実施形態の別の変形例を示図である。   FIG. 9 is an explanatory view showing a work placement method in the automatic welding apparatus according to the third embodiment of the present invention, and is a view showing another modified example of the first embodiment.

図9において、ワーク26、27等の形状は全て同一ではなく、異なる形状のワークが含まれている。このように異なる形状のワークが混在していても、各ワークの溶接線が全て溶接トーチ17の有効動作範囲18内にあり、各溶接線、例えばワーク26の溶接線26a、26b、26c及びワーク27の溶接線27a、27b、27c、27dが夫々溶接ロボット16のアームの基端部からワークに向かう方向に対して傾斜するように配置されているので、溶接トーチ17はアーム16aの伸縮機能及び先端部の傾斜角度等を利用して全ての溶接部の溶接線に対して適正姿勢を確保して適正な段差仕口溶接を行うことができる。   In FIG. 9, the shapes of the workpieces 26 and 27 are not all the same, but include workpieces having different shapes. Even when workpieces having different shapes are mixed, the weld lines of the workpieces are all within the effective operation range 18 of the welding torch 17, and the weld lines, for example, the weld lines 26a, 26b, 26c of the workpiece 26, and the workpieces. Since the 27 welding lines 27a, 27b, 27c, and 27d are arranged so as to be inclined with respect to the direction from the base end portion of the arm of the welding robot 16 toward the workpiece, the welding torch 17 has the expansion and contraction function of the arm 16a. By using the inclination angle of the tip, etc., it is possible to ensure an appropriate posture with respect to the weld lines of all the welds and perform appropriate step joint welding.

なお、溶接ロボット本体を移動させない固定型の溶接ロボットにおいては、図10に示したように、溶接ロボット33のアーム33aの基端部からワークに向かう方向線4に対して2つのワーク34及び35が線対になるように配置することができる。図10は、固定型の溶接ロボットに対するワークの配置方法の1例を示す図である。図10において、ワーク34及び35はアームの基端部からワークに向かう方向線4に対して線対となるように配置されている。ワークをこのように配置することによってトーチの有効動作範囲を有効活用することができる。このようなワーク配置は、ワークの配列方向の長さを十分に取ることができない工場において有効である。 In the fixed type welding robot that does not move the welding robot body, as shown in FIG. 10, the two workpieces 34 and 35 with respect to the direction line 4 from the base end portion of the arm 33 a of the welding robot 33 toward the workpiece. There may be arranged so that the line symmetry. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a work placement method for a fixed welding robot. 10, the workpiece 34 and 35 are disposed so that a line symmetrical with respect to the direction line 4 toward the workpiece from the proximal end of the arm. By arranging the workpieces in this way, the effective operating range of the torch can be effectively utilized. Such work placement is effective in a factory where the length of the work arrangement direction cannot be sufficiently taken.

本発明の各実施形態においては、ワークの溶接線が溶接ロボットのアームの基端部からワークに向かう方向に対して傾斜する角度を45度として説明したが、本発明における前記傾斜角度はこれに限定されるものではなく、所期の目的を達成することができれば45度以外であってもよい。   In each embodiment of the present invention, the angle at which the welding line of the workpiece is inclined with respect to the direction from the base end portion of the arm of the welding robot toward the workpiece has been described as 45 degrees. It is not limited and may be other than 45 degrees as long as the intended purpose can be achieved.

溶接ロボットの外部移動軸を増加させることなく、トーチの有効動作範囲内にある全ての溶接線に対して良好な溶接姿勢を確保して良好な溶接を行うことができる本発明の自動溶接装置による溶接方法は、溶接ロボットによる自動溶接の分野で特に有用である。 In the automatic welding apparatus of the present invention, it is possible to ensure a good welding posture and perform good welding for all the welding lines within the effective operation range of the torch without increasing the external movement axis of the welding robot. This welding method is particularly useful in the field of automatic welding by a welding robot.

本発明の第1実施形態に適用する溶接装置を示す図である。It is a figure which shows the welding apparatus applied to 1st Embodiment of this invention. 図1における溶接ロボットとワークとの位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the welding robot and workpiece | work in FIG. 本発明の第1実施形態におけるワークと溶接ロボットとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the workpiece | work and welding robot in 1st Embodiment of this invention. 図1の溶接トーチを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the welding torch of FIG. 第1実施形態における段差仕口溶接部の溶接方法を示す図である。It is a figure which shows the welding method of the level | step difference joint welding part in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるワークの必要配置面積を従来技術と比較して示す図である。It is a figure which shows the required arrangement | positioning area of the workpiece | work in 1st Embodiment compared with a prior art. 第2実施形態における溶接ロボットとワークとの位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the welding robot and workpiece | work in 2nd Embodiment. 第2実施形態における溶接ロボットとワークとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of the welding robot and workpiece | work in 2nd Embodiment. 第3実施形態における溶接ロボットとワークとの位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the welding robot and workpiece | work in 3rd Embodiment. 固定型溶接ロボットにおける溶接ロボットとワークとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of the welding robot and workpiece | work in a fixed type welding robot. 仕口溶接部を有する鉄骨柱を示す側面図である。It is a side view which shows the steel column which has a joint weld part. 図11(a)の平面図である。It is a top view of Fig.11 (a). 従来技術を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a prior art. 従来技術の問題点を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the problem of a prior art. 他の従来技術を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another prior art. 別の従来技術を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another prior art.

符号の説明Explanation of symbols

4:アームの基端部からワークに向かう線
6:ダイヤフラム
6c:ダイヤフラムの辺
8:ストッパー
10:床面
11:溶接機ビーム
12:基台
13:垂直ビーム
13a:デッキ
14:水平ビーム
15:支持体
16:溶接ロボット
16a:アーム
17:溶接トーチ
18:溶接トーチの有効移動範囲
19:ワーク置き台
20:ワーク
20a〜20d:段差仕口溶接線
21:ワーク
23:Y軸方向の移動方向を示す矢印
24:ワーク
24a〜24c:段差仕口溶接線
25:ワーク
26:ワーク
26a〜26c:段差仕口溶接線
27:ワーク
27a〜27d:段差仕口溶接線
33:溶接ロボット
33a:アーム
34:ワーク
34a〜34d:段差仕口溶接線
35:ワーク
35a〜35d:段差仕口溶接線
41:コラム
42:ダイヤフラム
43:コラムコア
44:梁部材
45:梁フランジ
46:ウェブ材
47:裏当金
51:コラム
52:ダイヤフラム
53:コラムコア
54:梁部材
55:梁フランジ
56:ウェブ材
57:コラム
58:ダイヤフラム
59:裏当金
61:コラム
62:ダイヤフラム
63:コラムコア
64:梁部材
65:梁フランジ
66:ウェブ材
67:裏当金
71:Y軸方向ロボット移動装置
72:X軸方向ロボット移動装置
73:溶接ロボット
73a:アーム
74:ワーク
74a〜74d:段差仕口溶接線
75:ワーク置き台
76:溶接トーチ
77:ダイヤフラム
78:アームの基部から基端部に至る線
79:溶接トーチの有効動作範囲
81:Y軸方向ロボット移動装置
82:X軸方向ロボット移動装置
83:溶接ロボット
83a:アーム
84:ワーク
85:ワーク置き台
86:溶接トーチ
87:支柱
88:ダイヤフラム
101:基台支柱
102:床面
104:昇降体
111:旋回ビーム
112:溶接トーチ
113:溶接ロボット
4: Line from base end of arm to work 6: Diaphragm 6c: Side of diaphragm 8: Stopper 10: Floor 11: Welding machine beam 12: Base 13: Vertical beam 13a: Deck 14: Horizontal beam 15: Support Body 16: Welding robot 16a: Arm 17: Welding torch 18: Effective movement range of welding torch 19: Work table 20: Work pieces 20a to 20d: Step joint welding line 21: Work piece 23: Indicates the movement direction in the Y-axis direction. Arrow 24: Workpieces 24a to 24c: Step joint welding line 25: Work 26: Work pieces 26a to 26c: Step joint welding line 27: Work pieces 27a to 27d: Step joint welding line 33: Welding robot 33a: Arm 34: Work piece 34a to 34d: Step joint welding line 35: Work 35a to 35d: Step joint welding line 41: Column 42: Diaphragm 43: Column A: Beam member 45: Beam flange 46: Web material 47: Back metal 51: Column 52: Diaphragm 53: Column core 54: Beam member 55: Beam flange 56: Web material 57: Column 58: Diaphragm 59: Back Gold 61: Column 62: Diaphragm 63: Column core 64: Beam member 65: Beam flange 66: Web material 67: Back metal 71: Y-axis direction robot moving device 72: X-axis direction robot moving device 73: Welding robot 73a: Arm 74: Work piece 74a to 74d: Step joint welding line 75: Work table 76: Welding torch 77: Diaphragm 78: Line from base part to base end part of arm 79: Effective operating range of welding torch 81: Y-axis direction Robot moving device 82: X-axis direction robot moving device 83: Welding robot 83a: Arm 84: Work piece 85: Work place table 86 Welding torch 87: strut 88: Diaphragm 101: base struts 102: floor 104: elevation member 111: pivot beams 112: Welding Torch 113: welding robots

Claims (2)

溶接ロボット本体と、この溶接ロボット本体に設けられた多関節型のアームと、このアームの先端部にアームの中心軸に対して傾斜して設けられたトーチと、を有する溶接ロボットを使用し、移動装置により前記溶接ロボット本体を一方向にのみ移動させ、前記アームを操作してワークの溶接線を溶接する自動溶接装置による溶接方法において、
段差仕口溶接部を有する複数個のワークを、前記溶接ロボット本体が溶接対象のワークに対応する位置に移動したときに前記アームの基端部からワークに向かう方向が前記溶接ロボット本体の移動方向に交叉するような位置に、前記ワークの溶接線が前記アームの基端部から前記ワークに向かう方向に対して各ワークの相互間で同一の角度で傾斜するように配置すると共に、前記複数個のワークを、前記溶接ロボットの移動方向に沿って千鳥状に配列し、相互に隣接するワークを、夫々のワークの一部同士が前記アームの基端部からワークに向かう方向に並ぶように配置し、
前記ワークの位置決めは、ワークの所定の溶接作業位置に設けられ前記溶接ロボット本体からワークの溶接作業位置に向かう方向に対して傾斜する面及びこの面に直交する面を有する拘束部材に対し、前記溶接ロボット本体から前記拘束部材に向かう方向にワークを移動させて前記拘束部材に当接させることによって行い、
前記アームの関節部における屈曲、及び前記アームの中心軸に対するトーチの傾斜角度を利用して、前記トーチを前記ワークの段差に干渉させずに前記ワークの溶接線を溶接することを特徴とする自動溶接装置による溶接方法。
Using a welding robot having a welding robot body, an articulated arm provided in the welding robot body, and a torch provided at the tip of the arm with an inclination with respect to the central axis of the arm, In a welding method by an automatic welding apparatus in which the welding robot body is moved only in one direction by a moving device and the arm is operated to weld a welding line of a workpiece,
The direction from the base end of the arm toward the workpiece when the welding robot body moves to a position corresponding to the workpiece to be welded is moved in the direction of movement of the welding robot body. The welding lines of the workpieces are arranged so as to be inclined at the same angle between the workpieces with respect to the direction from the base end portion of the arm toward the workpieces, and the plural The workpieces are arranged in a zigzag pattern along the moving direction of the welding robot, and the workpieces adjacent to each other are arranged such that a part of each workpiece is aligned in the direction from the base end portion of the arm to the workpiece. And
The positioning of the workpiece is performed at a predetermined welding work position of the workpiece with respect to a restraining member having a surface inclined from the welding robot body toward the welding work position of the workpiece and a surface orthogonal to the surface. By moving the workpiece in a direction from the welding robot main body toward the restraining member and contacting the restraining member,
Automatic welding of the welding line of the workpiece without bending the step of the workpiece using the bending of the joint portion of the arm and the inclination angle of the torch with respect to the central axis of the arm. A welding method using a welding apparatus.
前記ワークの溶接線が前記アームの基端部から前記ワークに向かう方向に対して傾斜する角度は、45度であることを特徴とする請求項に記載の自動溶接装置による溶接方法。 The welding method by the automatic welding apparatus according to claim 1 , wherein an angle at which the welding line of the workpiece is inclined with respect to a direction from the base end portion of the arm toward the workpiece is 45 degrees.
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