JPH055269U - アーク溶接ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】大形のワークをアーク溶接するにあたり、専有
スペースが小さく、ワークの変更に機敏に対応できるア
ーク溶接ロボットの提供。 【構成】六軸を有するロボット本体１２の作業端に溶接
トーチ１１が取付けられており、このロボット本体は台
車１５に壁掛け姿勢と天吊り姿勢とに変更可能に装着さ
れ、台車にはロボット本体およびその外軸部の動作を制
御するロボットコントローラ１７と溶接電力を供給する
溶接電源１８が搭載されている。大形ワークの位置及び
溶接線にあわせて移動して設置することが可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアーク溶接作業を行うロボットに関し、もっと詳しくは、適用対象ワ ークの形状が大きいときに特に有利に実施することができるアーク溶接ロボット に関する。

【０００２】

【従来の技術】

適用対象ワークのサイズが大きく、溶接線が広範囲に分布している場合、従来 装置のように固定型のロボット溶接システムにすると装置が大型になりかつその 専有するスペースは大きくならざるを得ない。また適用対象製品が変わった場合 にも機敏に対応することは困難である。

【０００３】 典型的な先行技術は図６に示されている。アーク溶接の一種であるスチフナー 溶接を行うべき対象ワークである橋梁パネル１を、ロボット本体２の作業端に設 けた溶接トーチ３を用いて溶接するにあたり、ロボット本体２は、門形の支持体 ４に設けられ、水平なＸ軸方向５に移動可能とされ、この門形支持体は、地上に 設けられたＹ軸方向６に延びるレール７に沿って移動可能な台車８に取付けられ る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような図６に示される先行技術では、地上にレール７が設けられており、 固定設備であり、その専有面積は、ワークである橋梁パネル１の可能な最大形状 よりも大きく構成する必要があり、たとえば２０ｍ×５ｍの広さを必要とする。 またこの先行技術では、溶接を行うべき対象であるワーク１が大きく変化した ときには、門形支持体４、レール７および台車８などを変更する必要があり、ラ イン替えを容易に行うことができないという問題がある。

【０００５】 本考案の目的は、専有するスペースが小さくてすみ、アーク溶接を行うべき対 象ワークが変わったときにも機敏に対応し、各種の大きさを有するワークのアー ク溶接を行うことができるようにしたアーク溶接ロボットを提供することである 。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数軸を有し、作業端に溶接トーチが取付けられるロボット本体と 、 台車と、 台車上にロボット本体を壁掛け姿勢と天吊り姿勢とに変更可能に装着する手段 と、 台車に搭載され、ロボット本体およびその外部軸の動作を制御するロボットコ ントローラと、 台車に搭載され、溶接トーチに溶接電力を供給する溶接電源とを含むことを特 徴とするアーク溶接ロボットである。

【０００７】 また本考案は、台車に単一の一括吊上げ用連結片が固定され、連結片によって 吊上げられたとき台車がほぼ水平な姿勢となるように、ロボット本体と、ロボッ トコントローラと、溶接電源などとの配置が決められていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案に従えば、複数軸、たとえば６軸を有するロボット本体の作業端には溶 接トーチが取付けられており、このロボット本体は、台車に、壁掛け姿勢と天吊 り姿勢とに変更可能にしてロボットの外部軸とともに装着され、この台車にはロ ボット本体およびその外部軸の動作を制御するロボットコントローラと、溶接ト ーチに溶接電力を供給する溶接電源とが搭載され、したがって対象ワークの寸法 、形状が大きく異なっていても、本件アーク溶接ロボットを用いて、そのワーク の設置位置およびアーク溶接すべき溶接線にあわせて台車を移動して設置し、溶 接作業を行うことができる。したがって本件アーク溶接ロボットの専有面積は少 なくてすみ、より多くの溶接線を、ロボット化の対象とすることが可能である。

【０００９】 また本考案に従えば、台車には一括吊上げ用連結片が固定されており、この連 結片がクレーンなどによつて吊上げられたとき、台車は、地上を走行するときの 状態とほぼ同様に、ほぼ水平な姿勢となるように、ロボット本体とロボットコン トローラと溶接電源などどの配置が決められているので、クレーンを用いて本件 アーク溶接ロボットを、ワークの設置位置および溶接線にあわせて、迅速に移動 して設置することが可能である。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の一実施例の斜視図であり、図２はその実施例の側面図であり、 図３はその実施例の平面図であり、図４はその実施例の正面図である。これらの 図面を参照して、アーク溶接のための溶接トーチ１１はロボット本体１２の作業 端１３に取付けられており、このロボット本体１２は、６軸を有し、このロボッ ト本体１２は姿勢変更手段１４および外部軸３８，４１等を介して、台車１５に 装着される。台車１５は４つの車輪１６を有し、工場の床上を自走することがで きる。台車１５上には、ロボット本体１２の動作を制御するロボットコントロー ラ１７と、溶接トーチ１１に溶接電力を供給する溶接電源１８とが搭載され、こ れらのロボットコントローラ１７と溶接電源１８とには、可撓線１９を介して床 に設けられた接続手段２０から電力が供給される。またこの接続手段２０からは 、動力のための圧縮空気などを供給する可撓管もまた台車１５に接続される。

【００１１】 図５はロボット本体１２の正面図である。このロボット本体１２では、ベース ２１に移動体２２が軸線２３まわりに角変位する第１軸ＪＴ１と、アーム２４が 軸線２５まわりに角変位する第２軸ＪＴ２と、移動体２６が軸線２７のまわりに 角変位する第３軸ＪＴ３と、アーム２８が軸線２９のまわりに角変位する第４軸 ＪＴ４と、移動体３０が軸線３１のまわりに角変位する第５軸ＪＴ５と、作業端 １３が軸線３２のまわりに角変位する第６軸ＪＴ６とを有し、この作業端１３に は、前述のように溶接トーチ１１が取付けられる。

【００１２】 ロボット本体１２のベース２１は、取付部材３３に固定されており、この取付 部材３３は、水平な軸３４のまわりに角変位可能に、横支持部材３５の端部に設 けられる。横支持部材３５の端部にはブラケット３６によって複動油圧シリンダ ３７が水平なピン３８によって角変位可能に設けられ、このシリンダ３７のピス トン棒３９はピン４０によって取付部材３３に連結される。ピストン棒３９が図 １および図２に示されるように伸長された状態では、ロボット本体１２の軸線２ ３は鉛直方向に延び、ロボット本体１２は天吊り姿勢となっている。ピストン棒 ３９が縮小されることによって、ロボット本体１２の軸線２３は水平となり、白 線で示す壁掛け姿勢１２ａとなる。こうして姿勢変更手段１４は支持部材３３と シリンダ３７とを含んで構成される。

【００１３】 台車１５上には鉛直に縦支持部材４１が立設して固定されており、この縦支持 部材４１に沿って昇降体４２は昇降変位可能である。昇降体４２には、横支持部 材３５がローラ４３によって図２の左右方向に移動可能に支持されている。この 横支持部材３５にはラック４４が固定されており、昇降体４２に設けられている ピニオン４５に噛合う。ピニオン４５が昇降体４２に取付けられているモータ４ ６によって駆動されることによって、横支持部材３５の水平方向の移動が可能に なる。

【００１４】 縦支持部材４１は、昇降体４２を貫通し、昇降体４２に設けられたローラ４７ に支持されている。この縦支持部材４１にはラック４８が固定されており、昇降 体４２に設けられたピニオン４９は、ラック４８に噛合い、このピニオン４９は モータ５０によって駆動されて、昇降体４２が上下に変位可能である。昇降体４ ２が下限位置にある状態は、図２において参照符５１で示される。

【００１５】 台車１５に前述のように取付けられている縦支持部材４１には取付台５２が固 定され、この取付台５２上には、ロボットコントローラ１７と溶接電源１８とが 固定される。縦支持部材４１は、台車１５上で、その鉛直軸線まわりに角変位自 在に設けられ、モータなどを含む駆動源によって旋回して角度が設定されるよう に構成されてもよい。

【００１６】 台車１５の車輪１６は、モータなどの駆動源５３によって駆動され、自走可能 である。本件アーク溶接ロボットでは、床上にレールを敷設する必要はない。

【００１７】 台車１５にはまた、上下に伸縮可能な脚５４が各車輪１６に対応して設けられ 、溶接作業時には、その脚５４が伸長して車輪１６を床面から上方にあるように 台車１５を浮上げ、これによつて台車１５が溶接作業中に不所望に移動すること が防がれる。

【００１８】 縦支持部材４１の頂部には、単一の一括吊上げ用連結片５５が固定されており 、この連結片５５には連結孔５６が形成される。クレーンによって連結片５５の 連結孔５６にワイヤを挿通し、またはクレーンによって挿通孔５６に連結係止部 材を連結して、本件アーク溶接ロボットの全体を床上から吊上げることができる 。このアーク溶接ロボットを吊上げてクレーンによって移動する際には、昇降体 ４２を図２の参照符５１で示されるように下降し、横支持部材３５を図２の実線 で示される状態から図２の右方に後退した状態とする。ロボット本体１２とロボ ットコントローラ１７と溶接電源１８およびその他の部材の配置を適切に決め、 これによって連結片５５によって吊上げたとき、台車１５の上面１５ａはほぼ水 平な姿勢に保たれる。こうしてクレーンを用いて本件アーク溶接ロボットを移動 し、たとえば大形の溶接を行うべきワークの設置位置および溶接線にあわせて、 移動して設置することが容易となる。参照符５１で示される状態では、ロボット 本体１２は壁掛け姿勢となっている。ロボット本体１２を、図２の実線で示され る天吊り姿勢とすることによって、溶接トーチ１１を用いて下向き溶接を行うこ とができ、またシリンダ３７を駆動してロボット本体１２を壁掛け姿勢とするこ とによって、たとえば上下に（一直線上に）延びる溶接線の溶接を効果的に行う ことができる。

【００１９】 横支持部材３５および縦支持部材４１を設けて、ロボット本体１２を昇降変位 可能とすることによって、その溶接トーチ１１の動作範囲を広くすることができ 、したがって床に設けられた高いワークの溶接を行うこともまた可能になる。ま た前述のようにロボット本体１２を天吊り姿勢および壁掛け姿勢に変更すること ができるようにしたので、対象ワークに最適なロボット本体１２の設置姿勢とす ることができる。

【００２０】 ロボット本体１２は上述の実施例では６軸であったけれども、その他の複数軸 を有する構成であってもよい。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、ロボット本件は、壁掛け姿勢と天吊り姿勢とに 変更可能にして台車に装着されており、この台車にはロボットコントローラと溶 接電源とが搭載され、ロボット本体は複数軸、たとえば６軸を有しており、溶接 トーチがその作業端に取付けられているので、ワークの設置位置および溶接線に あわせてロボットを移動して設置して溶接作業を行うことができ、本件アーク溶 接ロボットの専有するスペースが小さくてすみ、またアーク溶接を行うべきワー クが変わったときにも機敏に対応することが可能となり、より多くの溶接線をロ ボット化の対象とすることが可能である。

【００２２】 さらに本考案によれば、台車には単一の一括吊上げ用連結片が固定されており 、この連結片を、たとえばクレーンなどで吊上げたとき、台車は、地上走行時と ほぼ同様に、ほぼ水平な姿勢となっているので、クレーンなどを用いて、本件ア ーク溶接ロボットを、ワークの設置位置および溶接線にあわせて迅速に希望する 位置に移動して設置することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体を示す斜視図である。

【図２】図１に示される実施例の側面図である。

【図３】図１および図２に示される実施例の平面図であ
る。

【図４】図１〜図３に示される実施例の正面図である。

【図５】ロボット本体１２の正面図である。

【図６】先行技術の斜視図である。

【符号の説明】

１１ 溶接トーチ １２ ロボット本体 １３ 作業端 １４ 姿勢変更手段 １５ 台車 １６ 車輪 １７ ロボットコントローラ １８ 溶接電源 ３５ 横支持部材 ３７ 複動空気圧シリンダ ４１ 縦支持部材 ５５ 一括吊上げ用連結片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小林 信義 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)考案者 水田 嘉明 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)考案者 松島 幹治 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数軸を有し、作業端に溶接トーチが取
   付けられるロボット本体と、 台車と、 台車上にロボット本体を壁掛け姿勢と天吊り姿勢とに変
   更可能に装着する手段と、 台車に搭載され、ロボット本体およびその外部軸の動作
   を制御するロボットコントローラと、 台車に搭載され、溶接トーチに溶接電力を供給する溶接
   電源とを含むことを特徴とするアーク溶接ロボット。
2. 【請求項２】 台車に単一の一括吊上げ用連結片が固定
   され、連結片によって吊上げられたとき台車がほぼ水平
   な姿勢となるように、ロボット本体と、ロボットコント
   ローラと、溶接電源などとの配置が決められていること
   を特徴とする請求項１記載のアーク溶接ロボット。