JPH0377782A - 枠体内自動すみ肉溶接ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は枠体内自動すみ肉溶接ロボットに関するもので
ある。

［従来の技術］ タンクや船や橋等の板前構造体は、板前を組合せて成る
枠体を多数有している。

第１３図はこのような枠体の一例であり、底板ｌ上に夫
々４枚の立板２を矩形に組合せて枠体４が構成されてい
る。

該枠体４には、目的や用途に応じて枠体４内の底辺部５
，８．７．８に立板２を切欠いて成る欠落部９が形成さ
れ、或いは立板２の内面に補強板３等が取付けられてい
る場合がある。

従来上記したような枠体４は、内部の底辺部５．６．７
．８を、第１４図に示すような枠体内すみ肉溶接装置で
すみ肉溶接して形成していた。

図中１０は底辺部５に向けられた溶接トーチ、１１は溶
接トーーチ１０を支持すると共に、前側か後側よりも短
い一対のローラアーム１２により、底辺部５に対して一
定間隔を保持されつつ図中矢印で示すように前方へ行く
に従い底辺部５に近付くよう斜めに向けられた、直進走
行用の走行車である。

そして、走行車Ｕは斜めに向けられているので前方へ行
くに従い底辺部５に近付こうとするが、走行車１１と底
辺部５との間はローラアーム１２により一定の間隔に保
持されているので、走行車１１は底辺部５に近付くこと
ができずに、底辺部５から離れる方向にスリップしつつ
底辺部５と平行に直進しくいわゆる斜行倣い）、溶接ト
ーチ１０により底辺部５を溶接して行く。

底辺部５を溶接したら、作業員が走行車１１を隣り合う
底辺部６に沿って移動するように方向転換し、上記と同
様にして底辺部６の溶接を行つＯ 以後底辺部７．８に対しても同様に作業員が走行車１１
を方向転換させて、溶接を行わせ、枠体４を製造する。

又、底辺部５．６，７．８に欠落部９がある場合には、
溶接トーチＩＯが欠落部９の始まりの部分まで溶接した
ときに走行車１１が停止するよう欠落部９の部分に予め
ストッパを置いておき、走行車１１がストッパに当って
停止したら、作業員が欠落部９の終りの部分から溶接が
再開されるように走行車１１を移動させる。

更に、立板２の内側に補強板３のような障害物がある場
合にも、前記と同様にストッパを置いて、立板の部分を
避けて溶接を行うようにする。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の枠体内すみ肉溶接装置は、走
行車１１が直進しかできないために、−度に枠体４内の
底辺部５．６，７．８のうちの一辺に対する溶接しか行
えないので、一辺に対する溶接が終了する度に作業員が
いちいち走行車＋１の向きを方向転換しなければならず
、作業員が付きっきりになって監視しなければならない
という問題や、走行車１１の方向転換に手間が掛りて生
産能率が低下するという問題があった。

又、溶接トーチ１０は走行車１１に対し左右方向に移動
できないように支持されていたので、枠体４内に補強板
３のような障害物がある場合に、障害物を避けながら溶
接を行うことができなかった。

更に、溶接トーチＩＯは走行車１１に対し前後方向に移
動できないように支持されていたので、枠体４内底辺部
５．８，７．８の両端に大きな溶接残りが生じていた。

本発明は上述の実情に鑑み、枠体内の底辺部の全てを一
度に溶接することのできる枠体内自動すみ肉溶接ロボッ
トを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は枠体内底辺部に向けられた溶接トーチと、該溶
接トーチを支持して枠体内底辺部のうちの一辺に沿い直
進する走行車と、該走行車の前部に取付けられたスイッ
チと、前記走行車に設けられて前記スイッチからの信号
により走行車を枠体内底辺部のうちの前記一辺と隣り合
う辺に沿うよう方向転換するターンテーブルとを備えた
ことを特徴とする枠体内自動すみ肉溶接ロボットにかか
るものであり、更に走行車に進行方向左右へ移動可能に
設けられた横行フレームを介して溶接トーチが支持され
た枠体内自動すみ肉溶接ロボットにかかるものであり、
更に又横行フレームに前後に移動自在に設けられた前後
動フレームを介して溶接トーチが支持された枠体内自動
すみ肉溶接ロボットにかかるものである。

［作　　　用〕 走行車が枠体内底辺部のうちの一辺に沿い直進して、溶
接トーチによる前記−片に対する溶接を行うと、走行車
の前部が枠体に突き当って走行車前部に取付けられたス
イッチが入り、ターンテーブルが作動して、走行車が枠
体内底辺部のうちの前記一部と隣り合う辺に沿うよう方
向転換される。

以下上記を繰返して、枠体内を周回しつつ全ての底辺部
を溶接する。

又、枠体内に障害物があって、走行車が障害物を避けて
走行すると、横行フレームが左右に移動して、溶接トー
チを枠体内の底辺部に合うように移動させ、溶接が続行
される。

更に、枠体内底辺部の端部では前後動フレームにより溶
接トーチを前後に移動させて底辺部の際まで溶接を行う
。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第１２図は本発明の一実施例である。

尚、説明上第１３図を併用する。

第３図・第４図に示すように、車体１３の走行方向前後
部に左右方向に延びる車軸１４を貫通し、車軸１４の左
右端に夫々車輪１５を取付け、車体１３左方の張出し部
に走行用モータ１６を固定して、走行用モータ１６の駆
動力をシーブ１７、ベルト１８、シーブ１９、クラッチ
２０、シーブ２１．ベルト２２、シーブ２３を介して前
方の車軸１４に伝達し得るようにし、且つ前方の車軸１
４の回転をシーブ２４、ベルト２５、シーブ２Ｂを介し
て後方の車軸１４に伝達し得るようにして、直進する走
行車２７を形成する。

該走行車２７の右前後部に夫々右斜め前に延び、且つ図
示しないばねにより伸長方向に付勢される屈折伸長自在
な前部のものの方が後部のものよりも長さの僅かに短い
一対のローラアーム２８を取付けて、走行車２７と立板
２とが一定距離を保持するようにする。

尚、車輪１５を走行車２７と平行に設け、前方のローラ
アーム２８を後方のローラアーム２８より短くしても良
い。

第５図〜第７図に示すように、走行車２７の車体１３上
部中央に取付台２９を一体に形成すると共に、該取付台
２９上部に、ロッド３０を車体１３に形成した内部空間
３１に向はシリンダ３２を固定し、シリンダ３２のロッ
ド下端に回転継手３３を介して車体１３下面に位置する
ターンテーブル３４の旋回中心軸３５を取付ける。

前記取付台２９に回転軸３６を車体１３の内部空間３１
に向は旋回用モータ３７を固定し、前記回転軸３６に厚
肉歯車３８を固定し、前記ターンテーブル３４の旋回中
心軸３５外周に前記厚肉歯車３８と昇降自在に噛み合う
薄肉歯車３９を固定する。

第７図〜第９図に示すように、前記走行車２７の車体１
３前後上部に左右に延びるねじ孔４０及びガイド孔４１
を形成したナツト部４２を一体に設け、該ナツト部４２
の上部に、下面に左右に延びるスライド空間４３を有す
る上方から見て左側が開いたコの字型の横行フレーム４
４を左右に移動自在に載せ、横行フレーム４４に前記ナ
ツト部４２のガイド孔４１に貫通するガイドロッド４５
を固定すると共に、横行フレーム４４に前記ナツト部４
２のねじ孔４０に螺合するスクリューロッド４Ｂを回転
自在に保持し、前記横行フレーム４４の後方のスクリュ
ーロッド４Ｂ左端近傍上部に回転軸４７を下方に向けて
横行用モータ４８を固定し、横行用モータ４８の駆動力
をウオーム４９、ウオームホイール５０を介して後方の
スクリューロッド４６に伝達し得るようにし、且つ後方
のスクリューロッド４６の回転をシーブ５１．ベルト５
２、シーブ５３を介して前方のスクリューロッド４６に
伝達し得るようにして、横行フレーム４４が走行律２７
の車体Ｌ３に対して左右に移動できるようにする。

第８図・第１Ｏ図に示すように、横行フレーム４４右側
の前後辺部に上部に前後に延びる立上り部５４を一体に
形成し、該立上り部５４の右面に前後に延びるスライド
溝５５を形成し、スライド溝５５内部に前後に延びるス
クリューロッド５６を回転自在に支持し、該スクリュー
ロッド５６に前後に移動自在に前後動フレーム５７を螺
合する。

前記立上り部５４の後部に回転軸５８を右方に向けて前
後用モータ５９を固定し、前後用モータ５９の駆動力を
傘歯車６０．８１を介してスクリューロッド５６に伝達
し得るようにする。

第１図・第２図・第１Ｏ図に示すように、前後動フレー
ム５７の後部に前後に延びる揺動中心軸６２を用いて左
右に揺動「］在に揺動フレーム６３を枢支し、前後動フ
レーム５７の前記揺動中心軸６２より右方に偏心軸６４
を回転自在に支持し、偏心軸６４の偏心部６５を揺動フ
レームＢ３に形成した左右に延びる長孔６６に移動自在
に嵌合し、前記前後動フレーム５７に回転軸を下方に向
けて揺動用モータ６７を固定し、該揺動用モータ６７の
駆動力をウオーム６８、ウオームホイール６９を介して
偏心軸６４に伝達し揺動フレーム６３を揺動し得るよう
にする。

揺動フレーム６３に、枠体４内の底辺部５に向けて溶接
トーチ７０を取付ける。

走行車２７の車体１３の前部及び後部に夫々スイッチ７
１．７２を設け、前方のローラアーム２８に立板２に形
成された欠落部９を検出するためのローラ状スイッチ７
３を設け、溶接トーチ１０に対して溶接電流を検出する
電流計７４を設け、スイッチ７１．７２　、ローラ状ス
イッチ７３、電流計７４からの信号を演算制御装置７５
に人力するようにして、演算制御装置７５から走行用モ
ータｌＳ１シリンダ３２、旋回用モータ３７、横行用モ
ータ４８、前後用モータ５９、揺動用モータ６７及び溶
接トーチ７０に制御指令を送るようにする。

尚、７６は軸受である。

次に作動について説明する。

枠体４の底辺部５から溶接を開始する場合には、第１２
図中下側に位置する底辺部８を形成する立板２の右側に
、前後のローラアーム１２の先端が、夫々底辺部５を形
成する立板２に接触し、且つ後部のスイッチ７２が底辺
部８を形成する立板２に接触するように走行車２７を僅
かに右傾させて配置する。

そして、溶接作業が開始される。

即ち先ず、演算制御装置７５は、走行車２７後部のスイ
ッチ７２がＯＮになると、第１Ｏ図に示される前後用モ
ータ５９を駆動し、回転軸５８、傘歯車６０゜６１、ス
クリューロッド５Ｂを介して前後動フレーム５７毎溶接
トーチ７０を第１２図に線イで示すように走行車２７中
央部から後部へ移動する。

そして、溶接トーチ７０が走行車２７後部に達したら、
前記とは逆に、前後動フレーム５７により、溶接トーチ
７０を走行車２７後部から中央部へ移動しつつ溶接トー
チ７０に溶接電流を供給し、第１２図に線口で示す区間
をすみ角溶接する。このようにすることにより底辺部５
の際まで溶接することが可能となる。

線口で示す区間の溶接が終ったら、溶接制御装置７５は
第４図に示される走行用モータ１６を駆動し、シーブ１
７、ベルト１８、シーブ１９、クラッチ２０、シーブ２
１．ベルト２２、シーブ２３、前方の車軸１４、シーブ
２４、ベルト２５、シーブ２Ｂ、後方の車軸１４を介し
て各車輪１５を回転させることにより、走行車２７毎溶
接トーチ７０を前進させ、第１２図に線ハで示す区間の
溶接を線口で示す区間と連続して行う。

この際、走行車２７は長さの異なる前後一対のローラア
ーム２８に従って底辺部５に対し右傾するよう配置され
ているので右斜め前方へ直進しようとするが、ローラア
ーム２８により底辺部５へ近付くことを妨げられている
ので、結果として走行車２７は左方へスリップしつつ底
辺部５と平行に直進する（斜行倣いをする）。

又、溶接を行っている最中は、演算制御装置７５により
、第１２図に示される揺動用モータ６７を駆動し、ウオ
ーム８Ｂ、ウオームホイール８９、偏心軸６４を介して
揺動フレーム６３を揺動中心軸６２を中心に上下に揺動
させて、溶接トーチ７ｏを毎分１００〜１８０回程度の
速度で上下に振るようにする。

このように溶接トーチ７０を上下に振りながら溶接を行
うと、底辺部５には広幅で均一な品質の良い溶接ビード
が形成される。

そして、底辺部５の途中に欠落部９がある場合には、前
方のローラアーム２８に取付けたローラ状スイッチ７３
は欠落部９の始まりでＯＮとなり欠落部９の終りでＯＦ
Ｆとなって欠落部９の位置及び大きさを検出するので、
演算制御装置７５はローラ状スイッチ７３からの信号に
基づいて欠落部９における溶接トーチ７０の溶接電流が
０となるようにする。

このため、走行車２７の走行により自動的に欠落部９を
避けた溶接が行われて行く。

又、底辺部５を形成する立板２の内面に補強板３のよう
な障害物がある場合には、ローラアーム１２が補強板３
に乗上げて、走行車２７毎溶接トーチ７０が左へ移動し
、溶接トーチ７０が底辺部５から離れてしまって、底辺
部５に対する溶接が行えなくなるおそれがある。これに
対し本発明では、溶接電圧が一定の時に溶接トーチ７０
先端が底辺部５から離れると溶接電流が小さくなり、近
付くと溶接電流が大きくなるという性質を利用して、電
流計７４で計測した溶接電流が、前記したように溶接ト
ーチ７０を上下に振ったときの溶接電流の変動幅を下回
ったときに、演算制御装置７５に補強板３が存在すると
判断させるようにする。すると、演算制御装置７５は第
９図に示される横行用モータ４８を駆動し、ウオーム４
９、ウオームホイール５０、スクリューロッド４６、シ
ーブ５Ｌベルト５２、シーブ５３、スクリューロッド４
Ｂを介して、走行車２７のナツト部４２に対して横行フ
レーム４４毎溶接トーチ７０を右方へ移動させ、常に溶
接トーチ７０を底辺部５部分に位置させる。

このため、立板２に補強板３等が設けられていても、走
行車２７の走行により自動的に溶接トーチ７０が底辺部
５に位置合せさられて溶接が進められる。

このようにして第１２図に線ハで示す区間の溶接が終っ
た時に、走行車２７は前部が第１２図中上側に位置する
底辺Ｈ６を形成する立板２に当って、走行車２７前部に
設けられたスイッチ７１がＯＮとなる。

すると、演算制御装置７５は、先ず走行車２７を停止さ
せると同時に、前後動フレーム５７毎溶接トーチ７０を
走行車２７の中央部から前部へ移動して第１２図に線二
で示す底辺部５の際の部分の区間の溶接を連続して行う
。

線二の区間の溶接が済んだら溶接電流を０として線ホで
示すように前後動フレーム５７により溶接トーチ７０を
走行車２７の前部がら中央部へ戻す。

そして、必要がある場合には走行車２７と僅かに左斜め
後に後退させた後、第６図に示すシリンダ３２を伸長さ
せてターンテーブル３４を下げ、走行車２７を持ち上げ
ると共に、旋回用モータ３７を駆動し、厚肉歯車３８、
薄肉歯車３９を介して走行車２７毎溶接トーチ７ｏを第
１２図に破線へで示すように９０度左旋回させてがらシ
リンダ８２を収縮して走行車２７を接地させる。

旋回に際して、案内用のローラアーム２８は立板２に当
ると屈折し、立板２がら離れると図示しないバネの力に
より伸長するので、旋回の妨げとなるようなことがなく
、旋回後は再び伸長して案内に用いられる。

旋回が済むと、走行車２７は、後部が底辺Ｈ５を形成す
る立板２に当るまで後退され、位置合せが行われる。

以後は上記を繰返して底辺部６．７．８を順番に溶接し
て行き、枠体４内の底辺部５，８．７．８が全て自動的
に溶接される。

尚、本発明の枠体内自動すみ肉溶接ロボットは、上述の
実施例にのみ限定されるものではなく、走行車を枠体内
底部のうちの一辺に沿って直進させる手段として超音波
や赤外線やレーザビームによる距離測定装置を用いても
良いこと、その池水発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【発明の効果］ 以上説明したように、本発明の枠体内自動すみ肉溶接ロ
ボットによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得
る。

■　走行車にターンテーブルを設けたので、走行車に方
向変換をさせて、枠体内を周回させつつ、全ての底辺部
を自動的に溶接することができる。

■　走行車に対し横行フレームを介して溶接トーチを左
右に移動自在に支持させたので、枠体内に障害物がある
場合でも溶接トーチの位置を常に枠体内の底辺部に合せ
ることができ、これにより、障害物があっても自動的に
溶接を進行することかできる。

■　横行フレームに対し前後動フレームを介して溶接ト
ーチを前後に移動自在に支持させたので、枠体内底辺部
の際まで溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を後方から見た外観図、第２
図は第１図を上方から見た外観図、第３図は第１図にお
ける走行車部分を後方から見た断面図、第４図は第３図
を上方から見た断面図、第５図は第１図におけるターン
テーブル部分を後方から見た断面図、第６図は第５図の
Ｖｌ−Ｖｌ矢視図、第７図は第５図の■−■矢視図、第
８図は第１図の横行フレーム部分を後方から見た断面図
、第９図は第８図を上方から見た断面図、第１０図は第
１図の立上り部分を上方から見た断面図、第１１図は第
１図の制御回路図、第１２図は第１図を上方から見た作
動図、第１３図は本発明及び従来例において溶接を行う
枠体の斜視図、第１４図は従来例の作動を示す概略平面
図である。 図中４は枠体、５，６，７．８は底辺部、２７は走行車
、３４はターンテーブル、４４は横行フレーム、５７は
前後動フレーム、７ｏは溶接トーチ、７１はスイッチを
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）枠体内底辺部に向けられた溶接トーチと、該溶接ト
   ーチを支持して枠体内底辺部のうちの一辺に沿い直進す
   る走行車と、該走行車の前部に取付けられたスイッチと
   、前記走行車に設けられて前記スイッチからの信号によ
   り走行車を枠体内底辺部のうちの前記一辺と隣り合う辺
   に沿うよう方向転換するターンテーブルとを備えたこと
   を特徴とする枠体内自動すみ肉溶接ロボット。 ２）走行車に進行方向左右へ移動可能に設けられた横行
   フレームを介して溶接トーチが支持された請求項１記載
   の枠体内自動すみ肉溶接ロボット。 ３）横行フレームに前後に移動自在に設けられた前後動
   フレームを介して溶接トーチが支持された請求項２記載
   の枠体内自動すみ肉溶接ロボット。