JPH0569138A - 溶接棒位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットアームに設けた溶接棒をワークに対
して位置決めするための装置を提供すること。 【構成】 本装置は、溶接棒とワークの孔に挿入され軸
方向に移動する位置決め軸を具えた溶接機を第１軸によ
って回動自在且つ前記第１軸の軸方向に移動自在に有す
る第１フレームと、前記第１軸と略々直角な第２軸によ
って前記第１フレームを回動自在且つ前記第２軸の軸方
向に移動自在に有し前記第１軸と前記第２軸との両軸に
対して略々直角な方向に移動する第２フレームとを具え
ている。溶接機の位置決め軸ワークの孔に進入させる。
位置決め軸の軸心とワークの孔の軸心がずれていると、
ずれている分だけ位置決め軸を介して溶接機に外力が作
用し、溶接機は、第１軸、第２軸を中心に回動させられ
るとともに第１軸、第２軸の軸方向に移動させられ、ワ
ークに対する溶接棒の位置が設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアームに設け
た溶接棒をワークに対して位置決めするための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動溶接は、溶接棒を有するロボ
ットアームの移動によって行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
自動溶接は、ワークと溶接棒との相対位置にずれが生じ
ても、溶接位置を修正することができず、そのまま溶接
が行なわれるという問題点を有している。

【０００４】

【課題を解決するための機構】本発明は、溶接棒とワー
クの孔に挿入され軸方向に移動する位置決め軸を具えた
溶接機を第１軸によって回動自在且つ前記第１軸の軸方
向に移動自在に有する第１フレームと、前記第１軸と略
々直角な第２軸によって前記第１フレームを回動自在且
つ前記第２軸の軸方向に移動自在に有し前記第１軸と前
記第２軸との両軸に対して略々直角な方向に移動する第
２フレームとを具えた装置により、前記の課題を解決し
たものである。

【０００５】

【作用】先ず、ロボットアームを固定した状態で第２フ
レームをワークの方へ移動させ、溶接機の位置決め軸の
先端をワークの孔に進入させる。この時、位置決め軸の
軸心とワークの孔の軸心とが一致していないと、ずれて
いる分だけ位置決め軸を介して溶接機に外力が作用す
る。外力の加わる方向によって、溶接機は第１軸を中心
に回動させられるとともに第１軸の軸方向に移動させら
れる。又、第１フレームは第２軸を中心に回動するとと
もに第２軸の軸方向に移動させられる。このようにし
て、溶接機と第１フレームが回動及び移動することによ
って、位置決め軸はワークの孔の軸心と一致し、ワーク
に対する溶接棒の位置が設定される。 その後、ワーク
に溶接が施される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。溶接棒位置決め装置１０（図１参照）は、溶接棒
Ａを有する溶接機１１をロボットアームＲに回動及び移
動自在に設け、この溶接機１１の溶接棒ＡをパイプＷ２
の孔Ｗ３に対して位置決めする装置である。溶接機１１
は、鉄板Ｗ１にパイプＷ２を溶接するようになってお
り、パイプＷ２の孔Ｗ３に位置決め軸１５を挿入し、溶
接棒Ａの位置決めが行なわれた後、溶接棒Ａを回転させ
て鉄板Ｗ１とパイプＷ２との境目に溶接を施す一種の自
動溶接機である。

【０００７】この溶接棒位置決め装置１０は、主に、第
１フレーム１２と、第２フレーム１３と、原点位置決め
機構１４とを具えている。第１フレーム１２（図２参
照）は、全体的に、４角い枠のような形状をしており、
Ｙ軸と平行な一対の支持軸（第１軸）２１，２１（一方
の支持軸は図示省略）と、この支持軸２１，２１が貫通
する軸受け２２，２２（一方の軸受けは図示省略）とに
よって溶接機１１を支持している。一対の支持軸２１，
２１は溶接機１１の両側に突設され、軸受２２，２２は
第１フレーム１２に設けられている。このため、溶接機
１１は支持軸２１を中心に図１の矢印Ｂ方向に回動し、
且つ、図２において図の左右方向（Ｙ軸方向）に移動す
るようになっている。

【０００８】第２フレーム１３も、全体的に、４角い枠
のような形状をしており、Ｚ軸と平行な一対の支持軸
（第２軸）３１，３１と、この支持軸３１，３１が貫通
する軸受３２，３２とによって第１フレーム１２を具え
ている。一対の支持軸３１，３１は第１フレーム１２の
上下端に突設され、軸受３２，３２は第２フレーム１３
に設けられている。このため、第１フレーム１２は支持
軸３１，３１を中心に回動し、且つ、図１、図２の上下
方向（Ｚ軸方向）に移動するようになっている。

【０００９】第２フレーム１３は、一対のシャフト４
１，４１と一対の軸受４２，４２（一方の軸受は図示省
略）とによって本体フレーム４６に吊下られるようにし
て設けられている。一対のシャフト４１，４１は本体フ
レーム４６に設けられ、一対の軸受４２，４２は第２フ
レーム１３に設けられている。一対の軸受４２，４２に
設けられた連結片４３にはシリンダー４４のピストン軸
４５が係合している。シリンダー４４は本体フレーム４
６に設けられている。本体フレーム４６はロボットアー
ムＲに設けられている。このため、第２フレーム１３
は、シリンダー４４によって図１の左右方向（Ｘ軸方
向）に移動するようになっている。

【００１０】第１フレーム１２の下部と第２フレーム１
３の下部との間には、フローティング機構５０が具えら
れている。フローティング機構５０は、後述するよう
に、溶接機１１の位置決め軸１５が孔Ｗ３の向きに合わ
せて入り易すくするため、溶接機１１と第１フレーム１
２との重量と略々等しい力で第１フレーム１２を支持
し、第１フレーム１２の動きを自由にする機構である。
フローティング機構５０は、エアーシンリンダ５１を有
している。エアーシリンダー５１のピストン軸５２は第
１フレーム１２を受け止めている。なお、溶接棒位置決
め装置１０全体を図２に示す姿勢から約９０度傾け、第
１フレーム１２の支持軸３１，３１を略々水平にした状
態で、溶接棒位置決め装置１０を使用する場合、第１フ
レーム１２が自由に動くため、フローティング機構５０
は不要である。

【００１１】原点位置決め機構１４は、溶接開始前に、
溶接機１１のＹ軸方向とＺ軸方向の位置決めを行なうと
ともに溶接機１１の向きを所定の向きにし、溶接機１１
とロボットアームＲとの相対位置を決める機構である。
原点位置決め機構１４は、第２フレーム１３の両側に具
えられ先端６１（図２参照）が円錐状の位置決め軸６２
を有する一対のシリンダー６３，６３（一方のシリンダ
ーは図示省略）と、溶接機１１の両側に具えられ位置決
め軸の先端６１を受け入れる円錐状の凹部６４，６４
（図２参照、一方の凹部は図示省略）と、で構成されて
いる。

【００１２】第１フレーム１２と溶接機１１との間に
は、補助・原点位置決め機構６６が設けられている。こ
の機構６６は、原点位置決め機構１４の動作を補助し、
各部品のクリアランスによる原点位置決め機構１４の位
置決め精度の低下を防止するために補助的に設けた機構
であり、第１フレーム１２の両側に具えられ先端６７が
円錐状の位置決め軸６８を有する一対のシリンダー６
９，６９（一方のシリンダーは図示省略）と、溶接機１
１の両側に具えられ位置決め軸６８の先端６７を受け入
れる円錐状の凹部７０，７０（一方の凹部は図示省略）
とで構成されている。

【００１３】上記軸受２２（図４参照）の内部には、支
持軸２１をロックするロック機構７５が具えられてい
る。このロック機構７５は、軸受２２内に形成されたオ
イル溜７６と支持軸２１に填め込まれたＯリング７７と
で構成されており、オイル溜７６に圧油が供給される
と、Ｏリング７７が圧力によって変形し、支持軸２１を
締め付けてロックするようになっている。なお、上記軸
受３２，４２の内部にも、上記のロック機構７５と同様
な構造のロック機構（図示省略）が設けられている。

【００１４】次に動作を説明する。先ず、原点位置決め
機構１４の一対の位置決め軸６２を均等に突出させ、位
置決め軸６２の各先端６１を各凹部６４に押込む。又、
補助・原点位置決め機構６６の一対の位置決め軸６８も
突出させ、位置決め軸６８の先端６７を各凹部７０に押
込む。各一対の位置決め軸６２，６８の突出によって溶
接機１１のＹ軸方向とＺ軸方向との位置が決められる。
又、このとき、支持軸２１，３１の回動と、移動とによ
って、溶接機１１の向きが所定の方向に向けられる。

【００１５】このようにして、溶接機１１のＹ軸方向と
Ｚ軸方向の位置決めと、向きの修正が行なわれ、ロボッ
トアームに対する初期位置の設定が完了した後、ロボッ
トアームＲを予めテーチングされた位置に移動させ、予
め突出状態になっている位置決め軸１５の先端をパイプ
Ｗ２の孔Ｗ３に対向させる。その後、シリンダー４４を
作動させ、第１、第２フレーム１２，１３を一体のまま
パイプＷ２に接近させ、位置決め軸１５の先端を孔Ｗ３
の入口に臨ませる。次に、原点位置決め機構１４、補助
・原点位置決め機構６６の位置決め軸６２，６８を引っ
込め、支持軸２１，２１を中心とした溶接機１１の回動
と移動、及び、支持軸３１，３１を中心とした第１フレ
ーム１２の回動と移動が自由に行なえる状態にする。こ
の様にして、溶接機１１がどのような姿勢でも取り得る
ような状態にした後、さらに、シリンダー４４を作動さ
せ、軸受４２、第２フレーム１３を鉄板Ｗ１に接近させ
る。

【００１６】位置決め軸１５の軸心と孔Ｗ３の軸心とが
一致しているときは、溶接機１１の姿勢は殆ど変わら
ず、位置決め軸１５が孔Ｗ３に挿入される。位置決め軸
１５の軸心と孔Ｗ３の軸心とが一致していないとき、或
いは、位置決め軸１５の先端が孔Ｗ３からややずれてい
るとき（約０．１乃至０．３ｍｍ）、このずれている分
だけ位置決め軸１５に外力が加わり、溶接機１１の姿
勢、位置が変化させられる。溶接機１１の姿勢、位置の
変化は、支持軸２１，３１を中心とした溶接機１１と第
１フレーム１２の回動と、軸受２２，３２に対する支持
軸２１，３１の移動による溶接機１１と第１フレーム１
２との移動とによって許容され、位置決め軸１５は孔Ｗ
３に倣わされて進入する。

【００１７】位置決め軸１５が図５の想像線で示すよう
に孔Ｗ３に深く進入すると、軸受２２，３２，４２内の
ロック機構が作動し、支持軸２１，３１を軸受２２，３
２にロックする。さらに、軸受４２をシャフト４１，４
１にロックする。これによって、孔Ｗ３の向きと位置に
合わせて溶接機１１の位置と姿勢が固定される。溶接機
１１は、姿勢が固定されると、位置決め軸１５を孔Ｗ３
から引き出し、回転軸１６を溶接棒Ａと一体に回転さ
せ、鉄板Ｗ１にパイプＷ２を溶接する。このとき、溶接
棒Ａの先端は鉄板Ｗ１とパイプＷ２の境目に沿って移動
する。溶接が完了すると、位置決め軸１５は、次の溶接
箇所へロボットアームが移動する間に溶接機１１自身に
よって突出させられる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の溶接棒位置決め装置によると、
溶接棒とワークＷとの相対位置にずれが生じていると、
溶接棒をワークの位置に自動的に合わせることができ、
正確な自動溶接を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶接棒位置決め装置の正面面図であ
る。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】溶接棒位置決め装置概略外観図である。

【図４】支持軸のロック機構の断面図である。

【図５】ワークＷに対して溶接機の位置を合わせるとき
の動作説明図である。

【符号の説明】

Ａ 溶接棒 Ｗ３ パイプの孔（ワークの孔） １０ 溶接棒位置決め装置 １１ 溶接機 １２ 第１フレーム １３ 第２フレーム １５ 位置決め軸 ２１ 支持軸（第１軸） ３１ 支持軸（第２軸）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接棒とワークの孔に挿入され軸方向に
   移動する位置決め軸を具えた溶接機を第１軸によって回
   動自在且つ前記第１軸の軸方向に移動自在に有する第１
   フレームと、前記第１軸と略々直角な第２軸によって前
   記第１フレームを回動自在且つ前記第２軸の軸方向に移
   動自在に有し前記第１軸と前記第２軸との両軸に対して
   略々直角な方向に移動する第２フレームとを具えてな
   る、溶接棒位置決め装置。