JPH0442064Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 この考案は、制御ユニツトの異なる複数台のロ
ボツトを組合せて使用する溶接設備に関するもの
である。 従来の技術 例えば自動車製造ラインのアーク溶接設備等に
は、動作範囲が広く、狭隘な部位まで溶接トーチ
が入り込め、また溶接トーチの姿勢を複雑に制御
する必要から多関節型ロボツトが多数採用されて
いる。ロボツトによつて溶接作業を行なう場合、
ロボツトとワークの相対位置をきめ、あるいはワ
ークを所定の姿勢に割出すために、ワークを所定
の治具に保持させているが、従来一般には、ワー
クを所期通りに位置決めもしくは割出した状態に
固定し、その固定したワークに対してロボツトを
動作させ、溶接を行つている。したがつて、ワー
クにおける溶接線が三次元方向に複雑に湾曲して
いる場合には溶接不可能となることもあるので、
このような場合には、ワークの溶接する位置およ
び方向によつては工程を分割したり、またはワー
クを固底する治具として回転機構を備えた治具を
用いて治具自体の反転割出し等を行なつてワーク
下面側等の溶接を可能としている。 考案が解決しようとする問題点 三次元方向に湾曲する１本の溶接線を、工程を
分割して溶接する場合、第１工程に続く第２工程
ではワークを従前とは異なる向きに割出して溶接
することになるが、各工程でのロボツトの動作軌
跡が異なるため、それぞれの工程にロボツトを設
置する必要が生じ、ロボツト台数の増加に伴う設
備コストの高騰や、ワークが工程間を移動する間
にロボツトが停止していることによる嫁動率の低
下等の問題点があつた。 これに対し回転機構を備えた治具を用いた場合
には、上記の複数工程の動作をロボツト制御装置
に記憶させておくことにより、ワークを割出しつ
つ三次元曲線である溶接線に沿つて１台のロボツ
トにより溶接を行なうことができる。しかしなが
らこの場合でも、ロボツトはあくまでも固定され
たワークに対して移動するため、ワークの割出し
中ではその溶接動作を休止することとなり、ロボ
ツトの嫁動率が低く、ひいてはランニングコスト
が高くなるという問題があつた。 また工程の分割や回転機構を備えた治具を用い
ることなどによる溶接の場合は、いずれにしても
１本の溶接線を断続溶接することになるため、溶
け込みの不均一などに起因する品質不良が生じる
おそれが多分にあつた。 また一方、１つのワークの複数箇所を同時に溶
接したい場合等には、市販されている汎用形ロボ
ツトとして６軸のロボツトが最も多軸であること
から、複数の溶接トーチを一括的に制御して同時
に使用するために７軸以上のロボツトが必要な場
合には、７軸以上のロボツトを新に開発する必要
があり、そのためには多くの時間と開発費とが必
要とされ、設備コストを大幅にアツプさせてしま
う等の問題点があつた。 また、特開昭59−109472号公報には車体組立用
溶接治具について記載されている。これは、ゲー
ジプレート、クランプ装置、ロケートピン等の治
具部材をロボツト等の所定のマニピユレータに保
持させ、このマニピユレータにより前記治具部材
を所定の位置に移動可能に構成して精度誤差の修
正を容易としたもので、ワーク形状の不具合によ
る精度誤差あるいはロケート穴の精度誤差を補修
して所定の位置決めが行なえるようになつている
が、ワークを回転させる機構およびワークの回転
と溶接ロボツトとを同期させる機構は備えていな
い。 この考案は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、ロボツトの待機時間をなくしてロボツトの可
動率を高めるとともに、２台以上のロボツトを連
動させて使用することにより、１つのワーク上の
三次元的に変化する複数本の溶接線を同時に連続
溶接できるようにした溶接設備の提供を目的とし
ている。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための手段としてこの考
案は、制御対象軸数が複数でかつ相互にインター
ロックされて同期運転可能に並設されるとともに
各アームの先端に溶接トーチを取付けた複数のロ
ボツトと、これらロボツトの複数の制御対象軸の
うちの少なくとも１軸で回転を制御されると共に
ワークの両端をクランプするワーク支持治具と、
このワーク支持治具を回転可能に支持する軸受部
と、前記ワーク支持治具を回転駆動する回転機構
とを備えていることを特徴としている。 作 用 以上のように構成することにより、合計が７軸
以上となる複数のロボツトの制御対象軸のうちの
１軸によつて、ワーク支持治具の回転を制御する
とともに、残りの制御対象軸によつて、溶接トー
チの走行を制御する。 実施例 以下この考案の溶接設備の一実施例を第１図な
いしは第６図に基づき説明する。 アーク溶接用の溶接設備１は、それぞれ関節型
ロボツトである６軸の第１ロボツト２および５軸
の第２ロボツト３と、ワークを支持する回転治具
４とを備えている。この第１ロボツト２と第２ロ
ボツト３とはそれぞれ別の制御ユニット（図示せ
ず）を備えており、定盤５上に並設されている。
そして両ロボツト２，３の各アーム２ａ，３ａの
先端には溶接トーチ２ｂ，３ｂがそれぞれ取付け
られている。 また前記回転治具４は、両ロボツト２，３の前
面側（第１図において手前側）に、長尺なワーク
Ｗの両端を回転可能に支持するように設けられて
おり、該回転治具４は前記第１ロボツト２の制御
対象軸数の６軸のうちの１軸分を使用して制御駆
動される。 また、前記第１ロボツト２の残りの５軸は溶接
トーチ２ｂの走行に使用し、第２ロボツト３は５
軸全てを溶接トーチ３ｂの走行に使用している。 そして、第１ロボツト２の１軸で駆動される前
記回転治具４は、上部に軸受部６ａ，７ａを備え
た柱６，７を前記両ロボツト２，３の前面の両側
にそれぞれ立設し、前記一方の軸受部６ａ（第４
図において左側の軸受部）の外側には、該回転治
具４を回転させる駆動モータ８が配設され、この
軸受部６ａ側の治具基準部６ｂと他方の軸受部７
ａ側の長手クランプ７ｂ間において長尺なワーク
Ｗを水平に支持するようになつている。 なお、前記回転治具４の両柱６，７の中間には
リフトアンドキヤリー装置９が配設されており、
該リフトアンドキヤリー装置９は、連続する２本
のレール９ａ，９ａは、両ロボツト２，３間を通
つて次工程を行なう設備まで敷設されており、ワ
ークＷの搬送と回転治具４への支持および回転治
具４からの取外しを行なう。 次に、上記溶接設備の２台のロボツト２，３を
連動させて使用する方法を説明する。 第１ロボツト２と第２ロボツト３の運転の連動
は、第１ロボツト２の６軸と第２ロボツト３の５
軸との合計11軸を一括して１台のCPU（セントラ
ルプロセツシングユニツト）で制御するのではな
く、両ロボツト２，３がそれぞれ別個の制御ユニ
ット（図示せず）を備えているため、両ロボツト
２，３を相互インターロックさせて同期運転する
方法を採つている。 これは、例えば運転開始においては、第１ロボ
ツト２と第２ロボツト３がともに動作中の間は信
号のやりとり（相互インターロック）を行ない、
先ず溶接トーチ２ｂと溶接トーチ３ｂとがともに
溶接開始点にあることを確認し合い、同期させる
最初のポイント設定を行なう。 また回転治具４の回転に対して第１ロボツト２
と第２ロボツト３とを同期させて一定の速度で溶
接を行うためには、第１ロボツト２と第２ロボツ
ト３のそれぞれの溶接開始のポイントから溶接終
了のポイントへの移動距離と移動時間とが同じ値
になるよう第１ロボツト２と第２ロボツト３のそ
れぞれをテイーチングする。即ち、回転治具４の
回転速度と両ロボツト２，３の各々が動く速度の
合成速度（実際の溶接速度）は直接入力できない
ため、現物のワークＷ上にて距離を測定し、時間
を設定することにより代用して行なう。 また、両ロボツト２，３のいずれか一方が途中
停止した場合には他方のロボツトも停止するよう
に相互インターロックさせて制御する。 次に、上記のように連動させた第１ロボツト２
と第２ロボツト３とにより、ワークＷ上の三次元
的に変化する２本の溶接線を同時に連続溶接する
場合を第５図および第６図を参照して説明する。 先ず、回転治具４の回転θ₀に対し第１ロボツト
２の軌跡をA₁→A₂→A₃とし、第２ロボツト３の
軌跡をB₁→B₂→B₃とする。そして、溶接開始点
つまり第１ロボツト２の場合はA₁、第２ロボツ
ト３の場合はB₁にて「表１」に示す信号のやり
とりを行なう。 次に、回転治具４の回転に対して第１ロボツト
２と第２ロボツト３を同期させ、一定の溶接速度
で溶接を行なうため「表２」で示すように移動距
離と移動時間を設定していく。これは第６図に示
すように、第１ロボツト２の溶接速度V_Aと第２
ロボツト３の溶接速度V_Bが、回転治具４の回転
速度V〓₀と両ロボツト２，３のそれぞれの動作速
度V_A1，V_B1の合成速度であるため、溶接速度を
それぞれのロボツト２，３へプログラムしても所
定のものが得られないためである。 また、第１ロボツト２と第２ロボツト３のうち
の一方のロボツトが途中停止したときは、他方の
ロボツトも停止してアーク電源も切るようにお互
いに停止信号のやりとりを行なう。 以上のようにして、別々の制御ユニツトを備え
た２台のロボツト２，３が同期して作動し、同時
に２本の三次元的に変化する溶接線を連続溶接す
ることができる。 なお、上記実施例においては、２台の関節型ロ
ボツト２，３を備えた溶接設備について説明した
が、３台以上のロボツトを備えた溶接設備の場合
にも同様に実施することができ、また溶接設備の
ほかに例えば塗装設備、組立設備等にも応用する
ことができる。

【表】

【表】 考案の効果 以上説明したようにこの考案に係る溶接設備
は、制御対象軸数が複数でかつ相互にインターロ
ックされて同期運転可能に並設されるとともに各
アームの先端に溶接トーチを取付けた複数のロボ
ツトと、これらロボツトの複数の制御対象軸のう
ちの少なくとも１軸で回転を制御されると共にワ
ークの両端をクランプするワーク支持治具と、こ
のワーク支持治具を回転可能に支持する軸受部
と、前記ワーク支持治具を回転駆動する回転機構
とを備えているので、ワーク支持治具の回転割出
し時のロボツトの待ち時間、空動作時間がなくな
り、ロボツトの稼動率が向上するとともに、工程
を分割する必要がないことから使用するロボツト
の台数を削減でき、このことは同時に溶接作業を
行なうロボツトの台数が多い場合には特に有効で
ある。また溶接線が三次元的に連続する場合に
は、従来のつぎはぎ溶接に較べ、溶接品質が安定
する等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案はの一実施例に係る溶接設備
の平面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第
１図の−視図、第４図は回転治具の正面図、
第５図はワークの溶接部を示す斜視図、第６図は
第５図の矢視図である。 １……溶接設備、第２図……第１ロボツト、３
……第２ロボツト、２ａ，３ａ……アーム、２
ｂ，３ｂ……溶接トーチ、４……回転治具、５…
…定盤、６，７……柱、６ａ，７ａ……軸受部、
８……駆動モータ、Ｗ……ワーク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 制御対象軸数が複数でかつ相互にインターロ
   ツクされて同期運転可能に並設されるとともに
   各アームの先端に溶接トーチを取付けた複数の
   ロボツトと、これらロボツトの複数の制御対象
   軸のうちの少なくとも１軸で回転を制御される
   と共にワークの両端をクランプするワーク支持
   治具と、このワーク支持治具を回転可能に支持
   する軸受部と、前記ワーク支持治具を回転駆動
   する回転機構とを備えていることを特徴とする
   溶接設備。 (2) 前記複数のロボツトの制御対象となる軸数の
   合計が７軸以上であることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の溶接設備。