JP6248519B2 - Weld bead cutting device - Google Patents
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Description
本発明は溶接ビードを切削除去する切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting device for cutting and removing a weld bead.
アクスルハウジング5は図5に示すように、中央の略円形の本体部54とこれから左右へ収縮しつつ延びる筒状の車軸ケース部55とを備えている。これら本体部54と車軸ケース部55は、その各半部を構成するU字断面の半割体51,52を、互いにその開口側を対向させて衝合し溶接する(溶接部X)ことによって製造されている。また、車軸ケース部55の、本体部54に近い部分では両半割体51,52の間に形成される略三角空間内に三角板53を位置させて、その左右の傾斜辺をそれぞれ半割体51,52の開口縁に衝合し溶接している(溶接部Y)。
As shown in FIG. 5, the
なお、特許文献1には、アクスルハウジングの胴部構成部材を突合せ溶接する際に未溶接部を残すことなく板厚以上の暑さの突合せ溶接継手を確実に形成する溶接方法が開示されている。
ところで、図5の溶接部X,Yには外方へ盛り上がるビードが生じるため、従来は図5(1)に示すようにフライス加工機の回転ヘッド61で溶接ビードを切削除去しているが、フライス加工機では切削条件が固定されていることから、溶接ビードの高さが変動するのに対して、アクスルハウジング5本体を削り込まないように、ある程度の余裕をもって切削する必要がある。このため、往々にして溶接ビードの切削残部が高く残り、この切削残部を図5(2)に示すように人手でグラインダ62により除去する手間を要するという問題があった。
By the way, since a bead that swells outward is generated in the welded portions X and Y in FIG. 5, conventionally, the weld bead is cut and removed by the
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、溶接ビードの切削残部を可及的に小さくして、溶接ビードの除去作業を効率的に行うことが可能な溶接ビード切削装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves such a problem, and provides a welding bead cutting device capable of efficiently removing a weld bead by reducing the cutting remainder of the weld bead as much as possible. For the purpose.
上記目的を達成するために、本第1発明では、ロボットアーム(1)の先端(11)に設けたモータ(3)と、当該モータ(3)の出力軸に装着されて、出力軸回りに回転させられることにより溶接ビードを切削除去する切削工具(4)と、切削加工時の前記モータ(3)の負荷を検出して、当該モータ負荷が所定値を超えた場合には前記モータ(3)の回転数を増大させることによって前記モータ負荷を前記所定値以下に低下させるとともに、前記ロボットアーム(1)の駆動モータの負荷を検出して、当該駆動モータ負荷が他の所定値を超えた場合には前記切削工具(4)の切削送り速度を低下させることによって前記駆動モータ負荷を前記他の所定値以下に低下させる制御部(2)とを備える。 In order to achieve the above object, in the first invention, the motor (3) provided at the tip (11) of the robot arm (1) and the output shaft of the motor (3) are mounted around the output shaft. The cutting tool (4) that cuts and removes the weld bead by being rotated and the load of the motor (3) at the time of cutting are detected, and when the motor load exceeds a predetermined value, the motor (3 ) To reduce the motor load below the predetermined value, and the load of the drive motor of the robot arm (1) is detected and the drive motor load exceeds another predetermined value. In some cases, a control unit (2) for reducing the drive motor load to the other predetermined value or less by reducing the cutting feed rate of the cutting tool (4) .
本第1発明によれば、高さや幅の異なる溶接ビードを実質的に残部を生じることなく切削する場合に、切削工具回転用のモータの負荷が所定値を超えて過負荷になった場合には、回転数を増大させて過負荷状態を解消しつつ、溶接ビードを、残部を生じることなく切削除去できる。これにより、切削残部を人手でグラインダによって除去する手間が省略される。さらに、ロボットアームの駆動モータが過負荷状態になった場合には、切削工具の切削送り速度を低下させることによって駆動モータの過負荷状態を解消しつつ、溶接ビードを、残部を生じることなく切削除去することができる。 According to the first aspect of the present invention, when cutting the weld beads having different heights and widths without causing a substantial remainder, the load of the cutting tool rotating motor exceeds a predetermined value and is overloaded. Is capable of cutting and removing the weld bead without generating a remainder while increasing the number of revolutions to eliminate the overload state. Thereby, the labor which removes the cutting remainder manually with a grinder is omitted. In addition, when the robot arm drive motor is overloaded, the welding bead can be cut without causing the remainder while eliminating the drive motor overload state by reducing the cutting feed rate of the cutting tool. Can be removed.
本第2発明によれば、前記制御部(2)はさらに、前記モータ負荷が所定値を超えた状態で前記モータの回転数が上限に達した場合には、前記切削工具による切削深さを浅くさせることによって前記モータ負荷を前記所定値以下に低下させるように設定されている。 According to the second aspect of the present invention, the control unit (2) further sets a cutting depth by the cutting tool when the rotation speed of the motor reaches an upper limit with the motor load exceeding a predetermined value. The motor load is set to be lowered to the predetermined value or less by making it shallow.
本第2発明によれば、モータ回転数の増大がこれ以上できない場合には、切削工具による切削深さを浅くさせることでモータの過負荷状態を解消する。この場合には、切削深さを浅くするために溶接ビードの残部が生じるが、この残部に対して再度切削を行うことによって溶接ビードを残部を生じることなく切削除去できる。 According to the second aspect of the present invention, when the motor rotation speed cannot be increased any more, the overload state of the motor is eliminated by reducing the cutting depth by the cutting tool. In this case, the remaining portion of the weld bead is generated in order to reduce the cutting depth, but by cutting again on the remaining portion, the weld bead can be cut and removed without generating the remaining portion.
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in the parentheses indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
以上のように、本発明の溶接ビード切削装置によれば、溶接ビードの切削残部を可及的に小さくして人手によるグラインダ掛け作業を不要にし、これによって溶接ビードの除去作業を効率的に行うことができる。 As described above, according to the weld bead cutting device of the present invention, the cutting remainder of the weld bead is made as small as possible to eliminate the need for manual grinder application work, thereby efficiently removing the weld bead. be able to.
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。 The embodiment described below is merely an example, and various design improvements made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention are also included in the scope of the present invention.
図1には溶接ビード切削装置の構成を示す。溶接ビード切削装置は三次元空間内の任意位置にその先端11を位置決め可能な6軸のロボットアーム1を備えており、ロボットアーム1の各軸の駆動モータたる駆動用ACサーボモータ(図示略)が制御部たる制御装置2に接続されている。ロボットアーム1の先端11には回転数可変のモータたるACスピンドルモータ3が保持されており、当該スピンドルモータ3の出力軸には切削工具4が装着されている。切削工具4は、上記出力軸回りに回転させられることによって被加工物を切削加工するものであり、特にその形状・種類等は限定されない。なお、スピンドルモータはACに限られず、DCでも良い。
FIG. 1 shows the configuration of a weld bead cutting device. The weld bead cutting apparatus includes a six-
ロボットアーム1の各軸の位置ないし角度の検出信号が制御装置2に入力しており、制御装置2内に記憶された指令値を順次読み出すことによって当該指令値に追従するように、ロボットアーム先端11の位置および姿勢が駆動制御される。なお、上記各指令値は、制御装置2に接続されたティーチングパネル21によって予めロボットアーム1の先端11を所望の姿勢・軌跡で移動させるティーチングモードによって制御装置2内に記憶される。
A detection signal of the position or angle of each axis of the
本実施形態では、ロボットアーム1の先端11にスピンドルモータ3に隣接させて変位センサとしてのライン型レーザセンサ6(図1)が設けられている。そして、当該レーザセンサ6のライン光が溶接部の溶接ビードに交差するように照射されて当該溶接ビードの高さが検出され、高さ検出信号が制御装置2にフィードバックされて、溶接ビードが実質的に全て切削除去されるように切削工具4を位置決めすべく上記指令値が補正されている。また、レーザセンサ6の検出信号より溶接ビードの幅(面積)が検出できることから、これに応じて切削条件を変更することも可能である。なお、変位センサはレーザセンサに限られるものではない。
In this embodiment, a line type laser sensor 6 (FIG. 1) as a displacement sensor is provided at the
制御装置2においてはさらにロボットアーム1の各軸のサーボモータおよびスピンドルモータ3への供給電流が検出されており、供給電流が許容値を超えた場合にはモータ過負荷として後述のような処理がなされる。
The
本実施形態では、従来技術で説明したアクスルハウジング5を構成する半割体51,52同士の溶接部Xと、半割体51,52と三角板53の溶接部Yに沿った溶接ビードの切削軌跡を、予めロボットアーム先端11の姿勢変更・移動軌跡の指令値として制御装置2に記憶しておく。
In the present embodiment, the welding locus X of the
さて、ロボットアーム先端11のスピンドルモータ3で切削工具4を回転させつつ各溶接部X,Yに沿って溶接ビードの切削除去を行う過程で、図2に示すようにスピンドルモータ3が過負荷になった場合には(図2のA点)、過負荷状態が解消されるようにスピンドルモータ3の回転数を増大(速く)させる。このようにして、スピンドルモータ3の過負荷がその回転数を増大させることによって回避される。なお、図2中、線xはスピンドルモータ3の電流、線yはスピンドルモータ3の回転数、線Th1はスピンドルモータ3の過負荷閾値を示す。
Now, in the process of cutting and removing the weld beads along the welds X and Y while rotating the cutting tool 4 with the spindle motor 3 at the
回転数を上限まで増大させてもスピンドルモータ3の過負荷状態が解消しない場合には、図3に示すように、切削深さを浅くすることによって過負荷状態を解消する(図3のB点)。切削深さを浅くした場合には、この部分の溶接ビードの切削除去を繰り返すことになる。なお、図3中、線xはスピンドルモータ3の電流、線zは切削深さ、線Th1はスピンドルモータ3の過負荷閾値を示す。
If the overload state of the spindle motor 3 is not eliminated even if the rotational speed is increased to the upper limit, the overload state is eliminated by reducing the cutting depth as shown in FIG. 3 (point B in FIG. 3). ). When the cutting depth is reduced, this portion of the weld bead is repeatedly removed. In FIG. 3, the line x indicates the current of the spindle motor 3, the line z indicates the cutting depth, and the
ロボットアーム1の各軸のサーボモータの一つが過負荷状態になった場合には(図4のC点)、ロボットアーム1による切削工具の送り速度を低下させることによって、サーボモータの過負荷状態を解消する。なお、図4中、線vはサーボモータの電流、線wは切削送り速度、線Th2はサーボスモータの過負荷閾値を示す。
When one of the servo motors on each axis of the
以上のように、スピンドルモータやサーボモータの過負荷状態を回避しつつロボットアームによって切削工具を溶接部に沿って移動させることによって、切削残部を可及的に小さくしつつ溶接ビードを切削除去することができるから、従来のような人手によるグラインダ掛けが不要となり、溶接ビードの切削除去の手間を大幅に軽減することができる。 As described above, the welding bead is cut and removed while making the remaining cutting portion as small as possible by moving the cutting tool along the welded portion by the robot arm while avoiding the overload state of the spindle motor or the servomotor. Therefore, it is not necessary to manually grind as in the conventional case, and the labor for cutting and removing the weld bead can be greatly reduced.
1…ロボットアーム、11…先端、2…制御装置(制御部)、3…スピンドルモータ(モータ)、4…切削工具。
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