JPH0557446A - ロボツトによるガスシールドメタルアーク溶接装置 - Google Patents

ロボツトによるガスシールドメタルアーク溶接装置

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JPH0557446A
JPH0557446A JP22085891A JP22085891A JPH0557446A JP H0557446 A JPH0557446 A JP H0557446A JP 22085891 A JP22085891 A JP 22085891A JP 22085891 A JP22085891 A JP 22085891A JP H0557446 A JPH0557446 A JP H0557446A
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JP
Japan
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welding
robot
gas
shield
metal arc
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JP22085891A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Ota
達也 太田
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備費の高騰を招くことなく、幅広い溶接条
件に対応でき、更にロボットの溶接姿勢が制限されるこ
となくロボットの有効活用が得られるロボットによるガ
スシールドメタルアーク溶接装置を提供する。 【構成】 ロボット2に設けられる溶接トーチ3へ各々
異なった種類のシールドガスを送給するシールドガス供
給系路8a,8b及びこれらシールドガス供給系路8
a,8bを予め設定された溶接条件に基づく制御装置か
らの指示に従って切替え、かつ溶接電源切替装置によっ
て溶接電流を切替え制御することにより幅広い溶接条件
に対応でき、構成が簡単なことから安価にしかもロボッ
トの溶接姿勢を制限することなくロボットの有効活用が
図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボットによるガスシー
ルドメタルアーク溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車組立工場において図6に斜
視図を示すトラック等に用いられる車体フレームFの組
立は、一般に溶接工程において溶接治具に設けた位置決
め装置によって所定位置にサイドメンバFa 、Fa 及び
予め支持ブラケットFb 、Fb …を両端に溶接結合した
クロスメンバFc 、Fc …をセットし、サイドメンバF
a 、Fa と支持ブラケットFb 、Fb …を介してクロス
メンバFc 、Fc …をロボットによるガスシールドメタ
ルアーク溶接により結合して主要部を組立てる。続いて
各種ブラケットb、b…等の小部品を手動による溶接に
よって仮付し、続くロボットによるガスシールドメタル
アーク溶接による本付工程によって組付ける。
【0003】次に溶接工程によって組立られた車体フレ
ームは、実開昭61−172609号公報によって開示
されるように形状修正工程において溶接ひずみによる各
部の変形量を測定して、その測定値に基づく加圧ストロ
ークのもとに車体フレームを加圧して車体フレームの形
状修正を行って車体フレームの寸法精度の確保を図って
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来の溶接工程
にあっては溶接ロボットにより溶接作業の自動化が得ら
れる。しかし自動車の製造においては購入者の要望の多
様化に伴い多車種少量生産が余儀なくされ、仕様により
材質、防錆等を目的とする表面処理や材料の板厚が異な
り幅広い溶接条件が要求される。
【0005】この対策として溶接電流制御やロボットに
異なるシールドガス用の溶接装置を複数設けるなどの方
策が採られている。しかし、溶接電流の制御では対応し
得る範囲が狭く、また複数の溶接装置をロボットに設け
ることは構造が複雑になり設備費の高騰を招くばかりで
なくロボットの溶接姿勢が制限され、溶接ロボットの充
分な有効活用が得られない等の不具合がある。
【0006】従って本発明の目的は、設備費の高騰を招
くことなく、幅広い溶接条件に対応でき、かつロボット
の有効活用が充分に得られるロボットによるガスシール
ドメタルアーク溶接装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明におけるロボットによるガスシールドメタルア
ーク溶接装置は、ロボットと、このロボットに設けられ
る溶接トーチと、溶接トーチへ各々異なった種類のシー
ルドガスを送給する複数のシールドガス供給系路と、予
め設定された溶接条件に基づく制御装置からの指示によ
って前記複数のシールドガス供給系路を選択的に開閉切
替えする切替バルブを有するものである。
【0008】
【作用】ロボットに設けられる溶接トーチへ各々異なっ
た種類のシールドガスを送給する複数のシールドガス供
給系路を予め設定された溶接条件に基づく制御装置から
の指示に従って切替バルブによって選択的に開閉切替え
ることにより幅広い溶接条件に対応し得る。
【0009】
【実施例】以下本発明におけるロボットによるガスシー
ルドメタルアーク溶接装置の一実施例を図6に示すトラ
ック等に用いられる車体フレームの組立に適用した場合
を例に図を参照して説明する。
【0010】このような車体フレームFの組立を行う溶
接工程は、図2に要部を示す溶接治具内に設けられるク
ランプ1,1…(一部のみ図示)等の位置決め装置によ
ってサイドメンバFa 、Fa 及び両端に支持ブラケット
b 、Fb …を予め溶接結合されたクロスメンバFc
c 等を所定位置にセットする。
【0011】所定位置にセットされたサイドメンバ
a 、Fa とクロスメンバFc 、Fc の両端に予め溶接
結合された支持ブラケットFb 、Fb …とを溶接治具に
隣接して所望台数(図2には1台のみ図示)配設した溶
接ロボット2によるガスシールドメタルアーク溶接によ
り結合して梯子状の主要部を組立てる。
【0012】サイドメンバFa に溶接結合される支持ブ
ラケットFb は図2のa部拡斜視図である図3及び図3
のA−A線に沿う断面図である図4に示すように下方へ
膨出したクロスメンバFc との結合部を有する断面略コ
字形であって、対峙する両上端縁Fba、Fbbでサイドメ
ンバFa を内側Faa及び外側Fabから挾持し、かつ上端
縁Fba及びFbbをロボット2によるガスシールドメタル
アーク溶接によって結合している。
【0013】溶接作業にあたって外方から人目に触れる
ことの少ない車体内方側となるサイドメンバFa の内側
aaと支持ブラケットFb の上端Fbaとの溶接結合は低
コストでしかも溶込みが安定し、強固に溶着され得る炭
酸ガスアーク溶接法(CO2 ガス溶接法)で、また車体
外方となる上端縁FbbとサイドメンバFa との溶接結合
は、ガスシールドメタルアーク溶接の際、スパッタ発生
を低減するため、CO2 ガスにArガスまたはCO2
スにArガスさらにO2 ガスを混合させてスプレー移行
させたMAG溶接法に切替えることにより、また、必要
に応じ更にスプレー移行がより容易なパルスMAG溶接
法に切替えることによりスパッタの発生を防ぎ外観美の
向上を図る。
【0014】CO2 ガス溶接法、MAG溶接法及びパル
スMAG溶接法に対する各々のスパッタ発生率、溶込み
の安定性及びコストの対応特性は表1に示すとおりであ
る。
【0015】
【表1】 次に上記のようにCO2 ガス溶接法、MAG溶接法及び
パルスMAG溶接法の各溶接法に切替え得る溶接ロボッ
ト2について図1に示す概要説明図によって説明する。
【0016】ロボット2は溶接治具の近傍に配設されて
いて、そのロボット2の手首部には手首フランジ2aを
介して溶接トーチ3が取付られている。溶接トーチ3
は、全体略円筒状に形成され、その軸線に沿って消耗性
電極である溶接ワイヤを挿通し、この溶接ワイヤを溶接
トーチ3の先端から所定長さだけ延出させるため溶接ワ
イヤの消耗に合わせてロボット2の基台2bに設けたワ
イヤ供給装置4によってコンジット5を介して送給する
ように構成されている。なお、溶接ワイヤの基端はロボ
ット2の近傍に配設されたワイヤリール(図示せず)に
巻装され、順次供給される。さらにこの溶接トーチ3へ
供給される溶接ワイヤには溶接電流を供給するため、溶
接ケーブル6を介して溶接電源7へ接続されている。
【0017】溶接トーチ3の先端にはシールドガス用の
開口を有し、シールドガス供給源(図示せず)からのシ
ールドガスをシールドガス供給系路を構成するガスホー
ス8及びコンジット5を介して導き、溶接トーチから吹
出すようになっている。
【0018】ガスホース8は、基端が分岐して第1及び
第2のシールドガス供給系路8a,8bを形成し、それ
ぞれMAG溶接のシールドガスとなるAr+CO2 ガス
の供給源(図示せず)及びCO2 ガス溶接のシールドガ
スとなるCO2 ガスの供給源(図示せず)に接続され、
かつ第1及び第2のシールドガス供給系路8a,8bの
分岐点近傍にはこれらシールドガス供給系路8a,8b
を予め設定された溶接条件に基づく制御装置9からの指
示によって選択的に開閉切替えする切替バルブ10が配
設されている。
【0019】更に制御装置9は予め設定された溶接条件
に基づいて溶接電源切替装置11を作動させて溶接電源
7から溶接ケーブル6を介して溶接ワイヤへ溶接条件に
適した溶接電流を供給するため溶接電流を切替える機能
を有し、かつ各種溶接個所及び溶接線に対応するようロ
ボット2に指示を与える機能を有する。なお図中符号1
2は溶接トーチ3を冷却するための冷却水を供給する冷
却水用ホースである。
【0020】このように構成されたガスシールドメタル
アーク溶接装置によって、図3及び4に示すサイドメン
バFa とクロスメンバFc に結合された支持ブラケット
b とを溶接結合するには、溶接治具によってサイドメ
ンバFa を支持ブラケットFb の両上端縁Fba、Fbb
サイドメンバFa の内外側Faa、Fab両方から挾持する
ように位置決めセットする。
【0021】次に予め設定された溶接条件に基づく制御
装置9からの指示により切替バルブ10を作動せしめ、
ガスホース8の第1のシールドガス供給系路8aを閉鎖
し、かつ第2のシールドガス供給系路8bを開放させて
溶接トーチ3へCO2 ガス溶接のシールドガスとなるC
2 ガスを供給源より供給する。また制御装置9からの
指示より予め設定された溶接条件に基づき適切な溶接電
流が溶接電源7から溶接ワイヤへ供給されるように溶接
電源切替装置11を制御する。
【0022】続いて予め設定された溶接条件に基いて制
御装置8からの指示によってロボット2を作動せしめ車
体内方側に位置するサイドメンバFa の内側Faaと支持
ブラケットFb の上端縁Fbaとの接合部を溶接線として
溶込みが安定したCO2 ガス溶接によって強固な状態に
溶着する。
【0023】次に予め設定された溶接条件による制御装
置9からの指示に従って切替バルブ10を第1のシール
ドガス供給系路8aを開放し、かつ第2のシールドガス
供給系路8bを閉鎖するよう切替え、溶接トーチ2へM
AG溶接のシールドガスなるAr+CO2 ガスを供給源
より供給し、かつ溶接電源切替装置11を制御装置9か
らの指示によりMAG溶接に適した溶接電流が溶接電源
7から溶接ワイヤへ供給し得るように制御する。
【0024】次に設定された溶接条件に従って制御装置
9によってロボット2を制御し、車体外方側に位置する
サイドメンバFa の外側Fabと支持ブラケットFb の上
端縁Fbbとの接合部に沿ってMAG溶接によるスパッタ
発生の少ないスプレー移行形態で溶接結合する。
【0025】このようにしてサイドメンバFa と支持ブ
ラケットFb の溶接結合において、目に触れることの少
ないサイドメンバFaの内側Faaと支持ブラケットFb
の上端縁FbaとはCO2 ガス溶接によって安価に、しか
も溶込みの安定性の高い溶接結合が、また目に触れるこ
との多いサイドメンバFa の外側Fabと支持ブラケット
b の上端縁FbbとはMAG溶接によってアークをスプ
レー移行させ、スパッタの低減を図り外観上好ましい高
品質の車体フレームFが得られる。
【0026】以上説明では車体フレームFのサイドメン
バFa と支持ブラケットFb とをCO2 ガス溶接及びM
AG溶接に切替えてワーク溶接結合する場合について説
明したが、CO2 ガス溶接中に薄板をアーク溶接すると
きには制御装置からの指示によって第1のシールドガス
供給系路8aを開放し、かつ第2のシールドガス供給系
路8bを閉鎖させてMAG溶接に切替え、更に必要に応
じて溶接電源切替装置11によって溶接電流を制御して
スプレー移行形態にして溶接の許容範囲を拡大せしめ容
易に溶接条件に合わせて溶接することができる。
【0027】また図5に要部のみを示すように、ロボッ
ト2の手首に設ける溶接トーチ3を、溶接線となるサイ
ドメンバFa の内側Faaと支持ブラケットFb の上端縁
baとの接合部及びサイドフレームFa の外側Fabと支
持ブラケットFbbとの接合部に向けて2個の溶接トーチ
3a,3bによって形成し、サイドメンバFa の内側F
aaと支持ブラケットFb の上端縁Fbaとの結合を第2の
シールドガス供給系路8aを開放し、溶接トーチ3aに
よるCO2 ガス溶接によって溶接結合し、かつサイドメ
ンバFa の外側Fabと支持ブラケットFb の上端縁Fbb
を第1のシールドガス供給系路8bを開放し、溶接トー
チ3bによるMAG溶接により溶接結合するように構成
し、ロボット2の溶接姿勢の変位量を少なくすることも
可能である。
【0028】更に本発明の溶接装置によれば亜鉛鋼板、
アルミ合金、チタン合金や銅合金等はCO2 ガス溶接に
よるとブローホール等が発生しやすくCO2 ガス溶接の
適用性が劣るものであるが、切替バルブ10及び溶接電
源切替装置11によりスプレー移行となり許容範囲の広
いMAG溶接になるよう切替えることにより適した溶接
条件が容易に得られる。
【0029】また、更に薄い板や、アルミニウム合金や
ステンレス鋼の板継等にあっては、MAG溶接形態から
溶接電源切替装置11によって溶接電流を制御して更に
スプレー移行をより可能にするパルスMAG溶接に切替
えることにより容易に対処することが可能である。
【0030】これらCO2 ガス溶接、MAG溶接及びパ
ルスMAG溶接への切替えは、予めロボットへのティー
チングと同時に制御装置9へ各溶接条件に合せて予め設
定することにより効果的に行え、また自動車組立に限定
されることなく、アーク溶接を行う他の製造分野にも広
く利用できるものである。
【0031】
【発明の効果】以上説明した本発明のロボットによるガ
スシールドメタルアーク溶接装置によれば、ロボットに
設けられる溶接トーチへ異なった種類のシールドガスを
送給するシールドガス供給系路を設け、これらのシール
ドガス供給系路を予め設定された溶接条件に合せて制御
装置からの指示に従って切替バルブによって選択的に開
閉切替え、かつ溶接電源切替装置によって溶接電流を切
り替えることにより容易に各溶接条件に適した溶接が行
える。また従来のガスシールドメタルアーク溶接装置に
制御装置の指示に従って作動する切替バルブ及びシール
ドガス供給系路を設けるだけであるので構造が簡単で設
備費の高騰を招くことなく、更に溶接姿勢が制限される
ことから開放され、ロボットの有効利用が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるロボットによるガスシールドメ
タルアーク溶接装置の一実施例を示す概要説明図であ
る。
【図2】同じく本発明におけるロボットによるガスシー
ルドメタルアーク溶接装置による車体フレームの組立を
説明する概要説明図である。
【図3】図2におけるa部拡大斜視図である。
【図4】図3におけるA−A線に沿う断面図である。
【図5】本発明におけるロボットによるガスシールドメ
タルアーク溶接装置の他の実施例を示す概要説明図であ
る。
【図6】車体フレームの斜視図である。
【符号の説明】
2 ロボット 3 溶接トーチ 7 溶接電源 8a シールドガス供給系路 8b シールドガス供給系路 9 制御装置 10 切替バルブ 11 溶接電源切替装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットと、このロボットに設けられる
    溶接トーチと、溶接トーチへ各々異なった種類のシール
    ドガスを送給する複数のシールドガス供給系路と、予め
    設定された溶接条件に基づく制御装置からの指示によっ
    て前記複数のシールドガス供給系路を選択的に開閉切替
    えする切替バルブを有することを特徴とするロボットに
    よるガスシールドメタルアーク溶接装置。
  2. 【請求項2】 予め設定された溶接条件に基づく制御装
    置からの指示によって溶接電流を切替制御する溶接電源
    切替装置を有する請求項1のロボットによるガスシール
    ドメタルアーク溶接装置。
JP22085891A 1991-09-02 1991-09-02 ロボツトによるガスシールドメタルアーク溶接装置 Pending JPH0557446A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081036A1 (en) * 2000-04-21 2001-11-01 Kr Precision Co., Ltd. Apparatus and a method for alternately supplying different inert gases to a welding torch
US6869223B2 (en) 2001-08-01 2005-03-22 Nsk Ltd. Rolling bearing and spindle device for machine tools
US6994473B2 (en) 2001-09-10 2006-02-07 Nsk Ltd. Grease replenishing device

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