JP5212632B2

JP5212632B2 - 溶接加工装置

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Publication number: JP5212632B2
Application number: JP2008219712A
Authority: JP
Inventors: 潤前野; 昭浩西見
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: WO2010024294A1; RU2011111428A; JP2010052008A; CN102196882A; EP2335864A1; RU2479399C2; EP2335864A4; US20110147436A1

Description

本発明は、複数のブランク材を互いに溶接する溶接加工装置に関する。

複数の板状のブランク材を互いに溶接する場合、各ブランク材の端縁を互いに突き合わせるように治具を用いて位置決めし、次いで当該突き合わせ部分をレーザ溶接により接合するのが一般的である。
このような溶接を行う溶接加工装置において、レーザ溶接そのものは比較的短時間で完了することができるが、これに比べて、ブランク材の搬入や位置決めは、時間がかかるものである。このため、ブランク材の搬入、位置決め、レーザ溶接、及び搬出までの工程を、同一場所にて行うと、全体としての作業時間は、一番時間のかかる工程に引きずられることになる。

そこで、特許文献１に示される溶接装置においては、複数の溶接ステーションを搬送ラインと平行に配置して、一の溶接ステーションで溶接を行っている間に他の溶接ステーションで治具パレットの搬入及び位置決めを行い、その一の溶接ステーションでの溶接が完了すると、他の溶接ステーションで溶接を行うように構成されている。この溶接装置によれば、全体の作業時間を短縮することができる。
特開平８−２９０２８２号公報

しかし、特許文献１に示される溶接装置においては、同じ仕様のブランク材の同じ部分に溶接を行う場合であっても、同じ機能を持った２つの溶接ステーションを設ける必要があるため、スペース的に不利となる。２つの溶接ステーションをカバーする溶接用の加工ヘッドが必要となるため、コスト的にも不利となる。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、必要とする溶接ステーションの数を減らし、スペース的にもコスト的にも有利な溶接加工装置を提供することにある。

本発明は、前記の目的を達成するために創案されたものである。本発明の請求項１の溶接加工装置は、少なくとも第１ブランク材と第２ブランク材を含む複数のブランク材を互いに突き合わせて溶接する溶接加工装置であって、前記ブランク材を相互に溶接する溶接ヘッドを有する溶接ステーションと、前記溶接ステーションの一側に配置された第１位置決めステーションと、前記溶接ステーションの他側に配置された第２位置決めステーションと、前記複数のブランク材を同テーブルの予め定められた位置に固定する固定装置を有すると共に、前記位置決めステーションと前記溶接ステーションとに移動可能な第１及び第２テーブルと、前記第１テーブル及び第２テーブル上の予め定められた位置に突出可能なストッパ、及び当該各テーブル上の前記ブランク材が前記ストッパに当接するように同ブランク材を押圧する押圧部材を有する位置決め装置と、溶接前の前記複数のブランク材が載置される搬入ステーションと、前記複数のブランク材が溶接された完成品が載置される搬出ステーションと、前記搬入ステーション上のブランク材を、前記位置決めステーションにある前記第１テーブルまたは第２テーブルの上に移動する第１移動装置と、前記溶接ステーションで溶接が完了した後に、前記位置決めステーションに移動した前記第１テーブルまたは第２テーブル上の完成品を、前記搬出ステーションに移動する第２移動装置と、を備え、前記第１テーブルが前記第１位置決めステーションに移動されたときに前記第２テーブルが前記溶接ステーションに移動され、前記第１テーブルが前記溶接ステーションに移動されたときに前記第２テーブルが前記第２位置決めステーションに移動されるように構成され、前記第１テーブルまたは第２テーブルが対応する前記位置決めステーションに移動したときに、前記第１ブランク材を前記位置決め装置により予め定められた位置に配置し、次いで同第１ブランク材を前記固定装置により同テーブルに固定し、さらに同第１ブランク材に第２ブランク材を突き合わせるべく押圧させた状態で同第２ブランク材を前記固定装置により同テーブルに固定させ、同テーブルと共に前記溶接ステーションに移動させ、前記溶接ヘッドにより互いに溶接されるように構成されたことを特徴とする。

請求項２の溶接加工装置は、請求項１において、前記テーブルが、前記第１ブランク材が前記固定装置により同テーブルに固定された後、前記第１ブランク材における前記第２ブランク材が突き合わされる辺の両側部近傍に、前記第２ブランク材が前記第１ブランク材の上方に乗り上げることを防止するガイドを備えたことを特徴とする。
請求項３の溶接加工装置は、請求項１において、前記固定装置が、前記複数のブランク材の下面をそれぞれ吸着する吸着装置を備えていることを特徴とする。

請求項４の溶接加工装置は、請求項３において、前記吸着装置が、前記テーブルに装着された磁気式であることを特徴とする。

本発明の請求項１の溶接加工装置において、ブランク材が固定される第１及び第２のテーブルを有し、これらのテーブルが位置決めステーションと溶接ステーションと順に移動し、そして溶接ステーションにおいて一方のテーブル上に固定されたブランク材を溶接する作業が行われているときに、位置決めステーションにおいて他方のテーブル上にブランク材を位置決め・固定する作業が行われる。したがって、ブランク材の溶接と位置決めを同時に行うことができるので、全体の作業時間を短縮できる。しかも、ブランク材に対して同じ溶接を行う限り、溶接ステーションは１つで足りるので、上述の従来装置に比べてスペース的に格段に有利である。

また、前記第１及び第２テーブルの一方が前記溶接ステーションにあって、そのテーブル上のブランク材の溶接作業が行われる。その間、前記第１及び第２テーブルの他方が前記位置決めステーションにあって、前記第２移動装置が、前記位置決めステーションに移動したテーブル上の完成品を前記搬出ステーションに移動し、前記第１移動装置が、前記搬入ステーションのブランク材を前記位置決めステーションにあるテーブル上に移動する。したがって、ブランク材の搬入及び完成品の搬出も含めて、全体としても作業時間を短縮することができる。

さらに、第１テーブルが第１位置決めステーションに移動されたときに第２テーブルが溶接ステーションに移動され、第１テーブルが溶接ステーションに移動されたときに第２テーブルが第２位置決めステーションに移動される。しかも、第１位置決めステーションと第２位置決めステーションは、溶接ステーションを挟んで反対側に配置されているので、両ステーションを平面的に配置することができ、これにより装置の高さを小さく抑えることができる。

前記ブランク材は、前記テーブルに備えられた位置決め装置により、テーブル上の定められた位置に位置決めされる。

当該位置決めは、テーブル上に予め定められた位置にストッパを突出させ、前記ブランク材が前記ストッパに当接するように同ブランク材が前記押圧部材により押圧されて、実行される。
具体的には、第１ブランク材を前記位置決め装置より位置決めし、次いで同第１ブランク材を前記固定装置によりテーブルに固定し、さらに同第１ブランク材に第２ブランク材を突き合わせるべく押圧させた状態で同第２ブランクを前記固定装置によりテーブルに固定することにより、両ブランク材がテーブル上に位置決めされ、かつ固定される。したがって、第１ブランク材に対して第２ブランク材を精度良く位置決めすることができる。

請求項２の溶接加工装置において、第１ブランク材が固定装置によりテーブルに固定された後、前記第２ブランク材が前記第１ブランク材に突き合わされる際に、第２ブランク材が第１ブランク材の上方に乗り上げようとしても、テーブルに備えられた前記ガイドによりそのような乗り上げが確実に防止される。
請求項３の溶接加工装置において、前記固定装置が、各ブランク材の下面を吸着する吸着装置を備えているので、ブランク材の上面にクランプ等が突出しない。これにより、レーザ溶接を行う前記溶接ヘッドの移動に制約がなく、同溶接ヘッドの高速移動が可能となる。

請求項４の溶接加工装置において、前記固定装置が、各テーブルに装着された磁気式であるので、ブランク材の下面を吸着及び非吸着を簡単に切り換えることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、第１の実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は第１の実施形態に係る溶接加工装置を示す平面図、図２は図１の溶接ステーション及び位置決めステーションの拡大図、図３は図２の右側面図、図４及び図５は本溶接加工装置のテーブルにおける位置決め装置を示す平面図、図６は図５のVI部の拡大図、図７は図６のVII−VII線に沿う矢視断面図、図８は図７のVIII−VIII線に沿う矢視断面図である。

本溶接加工装置は、図１に示されるように、溶接ステーション２と、同溶接ステーション２の一側に配置された第１位置決めステーション４と、他側に配置された第２位置決めステーション６を備えている。これらのステーション２，４及び６に亘ってガイド部材としてのレール８が設けられており、同レール上８に第１テーブル１０と第２テーブル１２が案内されている。第１テーブル１０は、同レール８に沿って第１位置決めステーション４と溶接ステーション２とを移動可能であり、第２テーブル１２は、同レール８に沿って溶接ステーション２と第２位置決めステーション６とを移動可能である。溶接ステーション２には、ブランク材Ｂを溶接する溶接装置１４が設けられている。各テーブル１０及び１２は、詳細は後述するが、ブランク材Ｂをテーブル上に位置決めし、かつ固定する機能を有している。

溶接ステーション２の別の一側には、ブランク材Ｂを搬入する搬入ステーション１６が配置され、他側には、ブランク材Ｂの溶接を完了した完成品Ｃを搬出する搬出ステーション１８が配置されている。搬入ステーション１６と位置決めステーション４及び６との間には、それぞれ搬入ステーション１６上のブランク材Ｂを位置決めステーション４及び６に移動する第１移動装置としてのロボット２０及び２２がそれぞれ配置されている。また搬出ステーション１８と位置決めステーション４及び６との間には、それぞれ位置決めステーション４及び６上のブランク材Ｂの溶接を完了した完成品Ｃを搬出ステーション１８に移動する第２移動装置としてのロボット２４及び２６がそれぞれ配置されている。なお、各ロボット２０，２４，２６，２８はそれぞれ先端にブランク材Ｂを吸着する吸着部２０ａ，２２ａ，２４ａ，２６ａを有している。

搬入ステーション１６には、上面を２つに分割され、軸２８を中心に回転できるターンテーブル３０が設けられ、搬出ステーション１８には、上面を２つに分割され、軸３２を中心に回転できるターンテーブル３４が設けられている。
ここで、第１及び第２テーブル１０及び１２と、各ロボット２０，２２，２４，２６と、各ターンテーブル２０及び３４の作動を互いに関連付けて説明する。

ターンテーブル３０は、図左半分の所定位置に所定数重ねられたブランク材Ｂが載置されると、回転し、その載置されたブランク材Ｂがターンテーブル３０の図右半分に移動する。ターンテーブル３０の左半分は空になると直ぐに次の所定数重ねられたブランク材Ｂが載置される。そして、ターンテーブル３０の図右半分が空になると、ターンテーブル３０は回転して、ターンテーブルの図右半分には常にブランク材Ｂが載置された状態を保たれる。

今、第１テーブル１０が空の状態で第１位置決めステーション４にあり、かつ第２テーブル１２が空の状態で溶接ステーション２にあるとする。まず、ロボット２０が、ターンテーブル３０の図右半分にあるブランク材Ｂを吸着部２０ａにより吸着して、第１テーブル１０上に載置する。第１テーブル１０上において、ブランク材Ｂは予め定められた位置に位置決めされて固定された後、同第１テーブル１０が溶接ステーション２に移動する。なお、このとき、第２テーブル１２は、図１の２点鎖線１２ａで示すように、第２位置決めステーション６に移動する。

次いで、溶接ステーション２において、溶接装置１４により、第１テーブル１０上のブランク材Ｂをお互いに溶接する作業が実行される。その間、ロボット２２が、ターンテーブルの図右半分にあるブランク材を吸着部２２ａにより吸着して、第２位置決めステーション６にある第２テーブル１２上に載置する。
溶接ステーション２における溶接作業が完了し、かつ第２位置決めステーション６におけるブランク材Ｂの載置が完了すると、完成品Ｃを載せた第１テーブル１０が再び第１位置決めステーション４に移動すると共に、ブランク材Ｂを載せた第２テーブルが溶接ステーション２に移動する。

第１位置決めステーション４においては、ロボット２４が、第１テーブル１０上にある完成品Ｃを吸着部２４ａにより吸着して、搬出ステーション１８のターンテーブル３４の図左半分上に移動する。なお、完成品Ｃは、ターンテーブル３４の図左半分に所定数重ねられると、ターンテーブル３４が回転して、ターンテーブル３４の図右半分に移動し、作業者あるいは他のロボットによる運び出しを待つ。さらにロボット２０が、ターンテーブル３０の右半分にあるブランク材Ｂを吸着部２０ａにより吸着して、第１テーブル１０上に移動する。そして、第１テーブル１０において、ブランク材Ｂが予め定められた位置に位置決めされて固定される作業が実行される。

溶接ステーション２においては、溶接装置１４により、第２テーブル１２上のブランク材Ｂをお互いに溶接する作業が実行される。
そして、第１位置決めステーション４及び溶接ステーション２での作業が完了すると、第１テーブル１０は溶接ステーション２に移動し、第２テーブル１２は第２位置決めステーション６に移動する。

第２位置決めステーション６においては、ロボット２６が、第２テーブル１２上にある完成品Ｃを吸着部２６ａにより吸着して、搬出ステーション１８のターンテーブル３４の図左半分上に移動する。さらにロボット２２が、ターンテーブル３０の右半分にあるブランク材Ｂを吸着部２２ａにより吸着して、第２テーブル１２上に移動する。そして、第１テーブル１０において、ブランク材Ｂが予め定められた位置に位置決めされて固定される作業が実行される。

溶接ステーション２においては、溶接装置１４により、第１テーブル１０上のブランク材Ｂをお互いに溶接する作業が実行される。
第１及び第２テーブル８及び１２と、各ロボット２０，２２，２４，２６と、各ターンテーブル２０及び３４は、以上のような作動を繰り返し行うものである。
次に、溶接ステーション１２における溶接装置１４を、図２及び図３を参照して説明する。

溶接装置１４は、溶接ステーション２の両側部にレール８と平行に延びた２つのレール１４ａと、同レール１４ａにそれぞれ案内される２つのポスト１４ｂと、同２つのポスト１４ｂ間に橋設され、レール１４ａと直交するように延びたレール１４ｃと、同レール１４ｃに案内されるスライダ１４ｄと、同スライダ１４ｄに支持部材１４ｅを介して支持された溶接ヘッド１４ｆを有している。そして、ポスト１４ｂのレール１４ａに対する位置と、スライダ１４ｄのレール１４ｃに対する位置は、図示しないコントローラにより、溶接位置に応じて制御されている。

つまり、ブランク材Ｂは、４つの部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及びＢ４から成り、各突き合わせ部を溶接されるが、前記コントローラを制御することによって、溶接ヘッド１４ｆを、溶接が必要な各突き合わせ部に沿って移動させることができる。
次に、各テーブル１０及び１２にそれぞれ設けられているブランク材Ｂの位置決め装置及び固定装置を図４及び図５を参照して説明する。

各テーブル１０及び１２には、位置決め装置として、予め定められた位置に出没自在に設けられ、ブランク材Ｂに当接するストッパピンと、ブランク材をあらかじめ定められた方向に押圧する押圧部材が設けられている。また、固定装置として、テーブル１０，１２における、位置決めされたブランク材Ｂに対応する位置に装着され、ブランク材Ｂの下面を吸着するマグネットクランプＭ１，Ｍ１１，Ｍ２，Ｍ３及びＭ４が設けられている。これらマグネットクランプは、磁気式であるので、ブランク材Ｂの下面を吸着及び非吸着を簡単に切り換えることができる
そして、この溶接加工装置においては、まずブランク材Ｂ１を位置決めした上でテーブル１０，１２に固定し、次いでブランク材Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４を位置決めしてテーブル１０，１２に固定するように構成されている。

このため、図４に示されるように、まずブランク材Ｂ１を位置決めするために、６つのストッパピンＳ１をテーブル１０，１２上の予め定められた位置に突出させると共に、２つの押圧部材Ｐ１によりブランク材Ｂ１をストッパピンＳ１に確実に当接するように図矢印の方向に押圧し、これにより同ブランク材Ｂ１の位置決めが完了する。そして、この状態で、マグネットクランプＭ１及びＭ１１によりブランク材Ｂ１を吸着し、これによりブランク材Ｂ１がテーブル１０，１２上の予め定められた位置に固定される。その後、各ストッパピンＳ１及び押圧部材Ｐ１は、テーブル１０，１１上に突出しないように、テーブル１０，１１内に下降する。

次いで、図５に示されるように、ブランク材Ｂ１，Ｂ２及びＢ３を位置決めするために、４つのストッパピンＳ２、４つのストッパピンＳ３及び４つのストッパピンＳ４をテーブル１０，１１上に突出させると共に、それぞれ２つの押圧部材Ｐ２，２つの押圧部材Ｐ３及び２つの押圧部材Ｐ４により各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４を、既にテーブル１０，１２上に固定されているブランク材Ｂ１に確実に当接するように図矢印の方向に押圧し、これにより各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４の位置決めが完了する。そして、この状態でマグネットクランプＭ２，Ｍ３及びＭ４により各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４を吸着し、これにより各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４がテーブル１０，１２上の予め定められた位置に固定される。その後、各ストッパピンＳ２，Ｓ３及びＳ４並びに各押圧部材Ｐ２，Ｐ３及びＰ４は、テーブル１０，１１上に突出しないように、テーブル１０，１１内に下降する。

なお、上述の各ストッパピンＳ２，Ｓ３及びＳ４は、各ストッパピンＳ２，Ｓ３及びＳ４は、各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４との間に若干の隙間が設定されており、各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４が各押圧部材Ｐ２，Ｐ３及び部材Ｐ４により押圧されたときに、倒れることを防止するガイド機能を担っている。
上述の位置決め装置は、各ブランク材Ｂ２，Ｂ３及びＢ４をブランク材Ｂ１に当接するように押圧したときに、一方のブランク材が他方のブランク材に乗り上げることを防止するための装置を有している。ここでは、ブランク材Ｂ１とＢ２と関係において設けられた装置を説明する。

図５に示されるように、テーブル１０，１２におけるブランク材Ｂ１とブランク材Ｂ２との突き合わせ部分の両側部には、ガイド部材３６が設けられている。ガイド部材３６は、図６〜図８に示されるように、溝３６ａを有し、使用状態において、ブランク部材Ｂ１とＢ２との突き合わせ部の側部が溝３６ａ内に収容されるように位置される。そして、溝３６ａの高さは、例えばブランク材Ｂ２がブランク材Ｂ１の上方に乗り上げようとしても、それを阻止することができるように設定されている。またガイド部材３６は、非使用状態において、図６に２点鎖線３８で示されるように、ブランク材Ｂ１，Ｂ２と重ならない位置にまで後退し、さらにテーブル１０，１２に突出しないように、テーブル１０，１１内に下降する。

以上より明らかなように、本溶接加工装置においては、ブランク材Ｂが固定される第１及び第２のテーブル１０及び１２が第１及び第２位置決めステーション４及び６と溶接ステーション２と順に交互に移動し、そして溶接ステーション２において一方のテーブル１０または１２上に固定されたブランク材を溶接する作業が行われているときに、位置決めステーション４または６において他方のテーブル１０または１２上にブランク材Ｂを位置決め・固定する作業が行われる。したがって、ブランク材Ｂの溶接と位置決めを同時に行うことができるので、全体の作業時間を短縮できる。しかも、ブランク材Ｂに対して同じ溶接を行う限り、溶接ステーション２は１つで足りるので、上述の従来装置に比べてスペース的に格段に有利である。しかも、第１位置決めステーション４と第２位置決めステーション６は、溶接ステーション２を挟んで反対側に配置されているので、両ステーション４及び６を溶接ステーション２と共に平面的に配置することができ、これにより装置の高さを小さく抑えることができる。

また本溶接加工装置は、第１及び第２テーブル１０及び１２の一方が溶接ステーション２にあって、そのテーブル上のブランク材Ｂの溶接作業が行われる。その間、第１及び第２テーブル１０及び１２の他方が位置決めステーション４または６にあって、ロボット２４または２６が、位置決めステーション４または６に移動したテーブル１０または１２上の完成品Ｃを搬出ステーション１８のターンテーブル３４上に移動し、ロボット２０または２２が、搬入ステーション１６のターンテーブル３０上のブランク材Ｂを位置決めステーション４または６にあるテーブル１０または６上に移動する。したがって、ブランク材Ｂの搬入及び完成品Ｃの搬出も含めて、全体としても作業時間を短縮することができる。

本溶接加工装置におけるブランク材Ｂのテーブル１０，１２に対する位置決めに及び固定に関しては、まず第１ブランク材Ｂ１を、ストッパＳ１及び押圧部材Ｐ１を用いて位置決めすると共に、マグネットクランプＭ１及びＭ１１を用いてテーブル１０，１２上の予め定められた位置に固定し、さらに、第２〜第４ブランク材Ｂ２〜Ｂ４をそれぞれ押圧部材Ｐ２〜Ｐ４により押圧して同第１ブランク材Ｂ１に突き合わせ、その状態で同ブランク材Ｂ２〜Ｂ４をそれぞれマグネットクランプＭ２〜Ｍ４によりテーブル１０，１２に固定するように構成されている。したがって、第１ブランク材Ｂ１に対して第２〜第４ブランク材Ｂ２〜Ｂ４を精度良く位置決めすることができる。

しかも、各ブランク材Ｂ１〜Ｂ４は、その下面をマグネットクランプＭ１，Ｍ１１及びＭ２〜Ｍ４により吸着されることによってテーブル１０，１１に固定されるので、各ブランク材Ｂ１〜Ｂ４の上面にクランプ等が突出しない。これにより、溶接ステーション２においてレーザ溶接を行う溶接装置１４の溶接ヘッド１４ｆの平面移動に制約がなく、同溶接ヘッド１４Ｆの高速移動が可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態を図９〜図１１に従って説明する。図９は第２の実施形態に係る溶接加工装置を示す平面図、図１０は図９の溶接ステーション及び位置決めステーションの拡大図、図１１は図１０の右側面図である。
この実施形態に係る溶接加工装置は、溶接ステーション４２と、同溶接ステーション２の一側に配置された位置決めステーション４４とを備えている。これらステーション４２及び４４に亘ってガイド部材としての下部レール４６及び上部レール４８が設けられており、下部レール４６上に第１テーブル５０が、上部レール４８には第２テーブル５２が案内されている。第１テーブル５０は、下部レール４６に沿って位置決めステーション４４と溶接ステーション４２とを移動可能であり、第２テーブル５２は、上部レール４８に沿って第２位置決めステーション４４と溶接ステーション４２とを移動可能である。溶接ステーション４２には、ブランク材Ｂを溶接する溶接装置５４が設けられている。第１及び第２テーブル５０及び５２は、後述するが、ブランク材Ｂをテーブル上に位置決めし、かつ固定する機能を有している。

溶接ステーション４２の別の一側には、ブランク材Ｂを搬入する搬入ステーション５６が配置され、他側には、ブランク材Ｂの溶接を完了した完成品を搬出する搬出ステーション５８が配置されている。搬入ステーション５６と位置決めステーション４４との間には、搬入ステーション５６上のブランク材Ｂを位置決めステーション４４に移動する第１移動装置としてのロボット６０が配置されている。また搬出ステーション５８と位置決めステーション４４の間には、位置決めステーション４４上のブランク材Ｂの溶接を完了した完成品Ｃを搬出ステーション５８に移動する第２移動装置としてのロボット６２が配置されている。なお、各ロボット６０及び６２はそれぞれ先端にブランク材Ｂを吸着する吸着部６０ａ及び６２ａを有している。

搬入ステーション５６には、上面を２つに分割され、軸６４を中心に回転できるターンテーブル６４が設けられ、搬出ステーション５８には、上面を２つに分割され、軸６８を中心に回転できるターンテーブル７０が設けられている。
ここで、第１及び第２テーブル５０及び５２と、各ロボット６０及び６２と、各ターンテーブル６６及び７０の作動を互いに関連付けて説明する。

ターンテーブル６６は、図左半分の所定位置に所定数重ねられたブランク材Ｂが載置されると、回転し、その載置されたブランク材Ｂがターンテーブル６６の図右半分に移動する。ターンテーブル６６の左半分は空になると直ぐに次の所定数重ねられたブランク材Ｂが載置される。そして、ターンテーブル６６の図右半分が空になると、ターンテーブル６６は回転して、ターンテーブルの図右半分には常にブランク材Ｂが載置された状態を保たれる。

今、第１テーブル５０が空の状態で位置決めステーション４４にあり、かつ第２テーブル５２が空の状態で溶接ステーション４２にあるとする。まず、ロボット６０が、ターンテーブル６６の図右半分にあるブランク材Ｂを吸着部６０ａにより吸着して、第１テーブル５０上に載置する。第１テーブル５０上において、ブランク材Ｂは予め定められた位置に位置決めされて固定された後、同第１テーブル５０が下部レール４６に沿って溶接ステーション４２に移動する。なお、このとき、第２テーブル５２は上部レール４８に沿って位置決めステーション４４に移動する。

次いで、溶接ステーション４２において、溶接装置５４により、第１テーブル５０上のブランク材Ｂをお互いに溶接する作業が実行される。その間、ロボット６０が、ターンテーブルの図右半分にあるブランク材Ｂを吸着部６０ａにより吸着して、位置決めステーション４４にある第２テーブル５２上に載置する。
溶接ステーション４２における溶接作業が完了し、かつ位置決めステーション４４におけるブランク材Ｂの載置が完了すると、完成品Ｃを載せた第１テーブル５０が再び下部レール４６に沿って位置決めステーション４４に移動すると共に、ブランク材Ｂを載せた第２テーブル５２が上部レール４８に沿って溶接ステーション４２に移動する。

位置決めステーション４４においては、ロボット６２が、第１テーブル５０上にある完成品Ｂを吸着部６２ａにより吸着して、搬出ステーション５８のターンテーブル７０の図左半分上に移動する。なお、完成品Ｃは、ターンテーブル７０の図左半分に所定数重ねられると、ターンテーブル７０が回転して、ターンテーブル７０の図右半分に移動し、作業者あるいは他のロボットによる運び出しを待つ。さらにロボット６０が、ターンテーブル６６の右半分にあるブランク材Ｂを吸着部６０ａにより吸着して、第１テーブル５０上に移動する。そして、第１テーブル５０において、ブランク材Ｂが予め定められた位置に位置決めされて固定される作業が実行される。

溶接ステーション４２においては、溶接装置５４により、第２テーブル５２上のブランク材Ｂをお互いに溶接する作業が実行される。
そして、位置決めステーション４４及び溶接ステーション４２での作業が完了すると、第１テーブル５０は下部レール４６に沿って溶接ステーション４２に移動し、第２テーブル５２は上部レールに沿って位置決めステーション４４に移動する。

位置決めステーション４４においては、ロボット６２が、第２テーブル５２上にある完成品Ｃを吸着部６２ａにより吸着して、搬出ステーション５８のターンテーブル７０の図左半分上に移動する。さらにロボット６０が、ターンテーブル６６の右半分にあるブランク材Ｂを吸着部６０ａにより吸着して、第２テーブル５２上に移動する。そして、第１テーブル５０において、ブランク材Ｂが予め定められた位置に位置決めされて固定される作業が実行される。

溶接ステーション４２においては、溶接装置５４により、第１テーブル１０上のブランク材Ｂをお互いに溶接する作業が実行される。
第１及び第２テーブル５０及び５２と、各ロボット６０及びと、各ターンテーブル６６及び７０は、以上のような作動を繰り返し行うものである。
次に、溶接ステーション４２における溶接装置５４を、図１０及び図１１を参照して説明する。

溶接装置５４は、溶接ステーション２の両側部にレール８と平行に延びた２つのレール５４ａと、同レール５４ａにそれぞれ案内される２つのポスト５４ｂと、同２つのポスト５４ｂ間に橋設され、レール５４ａと直交するように延び、かつ同ポスト５４ｂに沿って上下動可能なレール５４ｃと、同レール５４ｃに案内されるスライダ５４ｄと、同スライダ５４ｄに支持部材５４ｅを介して支持された溶接ヘッド５４ｆを有している。そして、ポスト５４ｂのレール１４ａに対する位置と、レール５４ｃのポスト５４ｂに対する位置と、スライダ５４ｄのレール５４ｃに対する位置は、図示しないコントローラにより、溶接位置に応じて制御されている。

つまり、ブランク材Ｂは、４つの部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及びＢ４から成り、各突き合わせ部を溶接されるが、前記コントローラを制御することによって、溶接ヘッド５４ｆを、溶接が必要な各突き合わせ部に沿って移動させることができる。特に溶接ステーション４２において、第１テーブル５０と第２テーブル５２は、互いに異なる高さにあるが、溶接ヘッド５４ｆが上下にも移動できるので、必要な溶接作業を行うことができる。

なお、第１テーブル５０及び第２テーブル５２は、それぞれブランク材Ｂの位置決め装置及び固定装置を有しているが、その構造及び作用は、上述の第１実施形態における第１テーブル１０及び第２テーブル１２にそれぞれ設けられているものと、同じものが設けられている。
以上より明らかなように、この第２の実施形態に係る溶接加工装置において、ブランク材Ｂが固定される第１及び第２のテーブル５０及び５２が位置決めステーション４４と溶接ステーション４２とを交互に移動し、そして溶接ステーション４２において一方のテーブル５０または５２上に固定されたブランク材Ｂを溶接する作業が行われているときに、位置決めステーション４４において他方のテーブル１０または１２上にブランク材Ｂを位置決め・固定する作業が行われる。したがって、第１実施形態の場合と同様に、ブランク材Ｂの溶接と位置決めを同時に行うことができるので、全体の作業時間を短縮できる。しかも、ブランク材Ｂに対して同じ溶接を行う限り、溶接ステーション２は１つで足りるので、従来装置に比べてスペース的に格段に有利である。しかも、第１テーブル５０と第２テーブル５２が異なる高さを移動するように構成されているので、１つの位置決めステーション４４で足りるので、第１の実施形態の溶接加工装置よりも、平面視における装置全体をコンパクトにすることができる。

また本溶接加工装置において、第１及び第２テーブル５０及び５２の一方が溶接ステーション４２にあって、そのテーブル上のブランク材Ｂの溶接作業が行われる。その間、第１及び第２テーブル５０及び５２の他方が位置決めステーション４４にあって、ロボット６２が、位置決めステーション４または６に移動したテーブル１０または１２上の完成品Ｂを搬出ステーション１８のターンテーブル３４上に移動し、さらにロボット６０が、搬入ステーション５６のターンテーブル６６上のブランク材Ｂを位置決めステーション４４にあるテーブル５０または５２上に移動する。したがって、第１実施形態の場合と同様に、ブランク材Ｂの搬入及び完成品Ｃの搬出も含めて、全体としても作業時間を短縮することができる。なお、本溶接加工装置は、第１実施形態と比べて、位置決めステーションの数が少ないので、ブランク材Ｂまたは完成品Ｃを移動するロボットの必要な作動面積が小さいので、ロボットの数を減らすことができる。

溶接加工装置におけるブランク材Ｂのテーブル５０，５２に対する位置決めに及び固定に関しては、第１の実施形態のものと同じ作用効果を奏するものである。
以上で、本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
上述した各実施形態において、溶接装置１４または５４は、いずれも溶接ヘッド１４ｆまたは５４ｆが、レール８または４８と平行に延びたレール１４ａまたは５４ａに沿って移動されるように構成されているが、代わりに溶接ステーション２または４２において、溶接されるブランク材が載置されたテーブル１０，１２または５０，５２を、レール８または４８に沿って移動させるように構成することも可能である。ガイド部材３６に関しても、例えばブランク材の突き合わせ部分を上方から押さえ込むようなブロック体をテーブル１０，１２に設けることが可能である。

第１の実施形態に係る溶接加工装置を示す平面図である。図１の溶接ステーション及び位置決めステーションの拡大図である。図２の右側面図である。本溶接加工装置のテーブルにおける位置決め装置を示し、その最初の工程における平面図である。図４と同じく位置決め装置を示し、その次の工程における平面図である。図５のVI部の拡大図である。図６のVII−VII線に沿う矢視断面図である。図７のVIII−VIII線に沿う矢視断面図である。第２の実施形態に係る溶接加工装置を示す平面図である。図９の溶接ステーション及び位置決めステーションの拡大図である。図１０の右側面図である。

符号の説明

２溶接ステーション
４第１位置決めステーション
６第２位置決めステーション
８第１テーブル
１０第２テーブル
１４溶接装置
１６搬入ステーション
１８搬出ステーション
４２溶接ステーション
４４位置決めステーション
５０第１テーブル
５２第２テーブル
５４溶接装置
５６搬入ステーション
５８搬出ステーション

Claims

少なくとも第1ブランク材と第２ブランク材を含む複数のブランク材を互いに突き合わせて溶接する溶接加工装置であって、
前記ブランク材を相互に溶接する溶接ヘッドを有する溶接ステーションと、
前記溶接ステーションの一側に配置された第１位置決めステーションと、
前記溶接ステーションの他側に配置された第２位置決めステーションと、
前記複数のブランク材を同テーブルの予め定められた位置に固定する固定装置を有すると共に、前記位置決めステーションと前記溶接ステーションとに移動可能な第１及び第２テーブルと、
前記第１テーブル及び第２テーブル上の予め定められた位置に突出可能なストッパ、及び当該各テーブル上の前記ブランク材が前記ストッパに当接するように同ブランク材を押圧する押圧部材を有する位置決め装置と、
溶接前の前記複数のブランク材が載置される搬入ステーションと、
前記複数のブランク材が溶接された完成品が載置される搬出ステーションと、
前記搬入ステーション上のブランク材を、前記位置決めステーションにある前記第１テーブルまたは第２テーブルの上に移動する第１移動装置と、
前記溶接ステーションで溶接が完了した後に、前記位置決めステーションに移動した前記第１テーブルまたは第２テーブル上の完成品を、前記搬出ステーションに移動する第２移動装置と、を備え、
前記第１テーブルが前記第１位置決めステーションに移動されたときに前記第２テーブルが前記溶接ステーションに移動され、前記第１テーブルが前記溶接ステーションに移動されたときに前記第２テーブルが前記第２位置決めステーションに移動されるように構成され、
前記第１テーブルまたは第２テーブルが対応する前記位置決めステーションに移動したときに、前記第１ブランク材を前記位置決め装置により予め定められた位置に配置し、次いで同第１ブランク材を前記固定装置により同テーブルに固定し、さらに同第１ブランク材に第２ブランク材を突き合わせるべく押圧させた状態で同第２ブランク材を前記固定装置により同テーブルに固定させ、同テーブルと共に前記溶接ステーションに移動させ、前記溶接ヘッドにより互いに溶接されるように構成されたことを特徴とする溶接加工装置。
前記テーブルが、前記第１ブランク材が前記固定装置により同テーブルに固定された後、前記第１ブランク材における前記第２ブランク材が突き合わされる辺の両側部近傍に、前記第２ブランク材が前記第１ブランク材の上方に乗り上げることを防止するガイドを備えたことを特徴とする請求項１記載の溶接加工装置。
前記固定装置が、前記複数のブランク材の下面をそれぞれ吸着する吸着装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の溶接加工装置。
前記吸着装置が、前記テーブルに装着された磁気式であることを特徴とする請求項３記載の溶接加工装置。