JPH0623673U

JPH0623673U - ロボット用シ−ム溶接機

Info

Publication number: JPH0623673U
Application number: JP6204092U
Authority: JP
Inventors: 保久菅沼
Original assignee: 株式会社電元社製作所
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1994-03-29
Anticipated expiration: 2005-08-16
Also published as: JPH0735658Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】シ−ム溶接機をロボットに搭載し，自動車燃
料タンクの自動シ−ム溶接を実現する。【構成】目的のワ−クを固定し，一対の回転電極を有
するシ−ム溶接ヘッドをロボットに搭載し，その回転電
極をワ−クの溶接軌道に従って数値制御等により駆動し
てシ−ム溶接を行う装置であって，シ−ム溶接ヘッドの
溶接電源にインバ−タ電源回路を構成する。これによ
り，シ−ム溶接機の軽量・小型を実現し，ワ−クを固定
したまま，ロボットを使ってシ−ム溶接ヘッドを溶接軌
道に沿って移動する。よって，従来の定置式シ−ム溶接
機とワ−ク送り装置とからなる燃料タンク自動シ−ム溶
接装置に比べ，設備構造を簡素化し，設備費及び設置ス
ペ−スの節減が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，たとえば自動車のガソリン燃料タンクのような容器類（以下ワ −クという）に形成された二次元ないし三次元的な曲線を有するフランジを気密にシ−ム溶接するもので，そのシ−ム溶接機を産業用ロボットに搭載し，シ −ム溶接機が固定したワ−クのフランジを自動的に倣ってシ−ム溶接を行うロボット用シ−ム溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

産業用ロボットを使用してワ−ク側を定置形のシ−ム溶接機の回転電極位置に誘導しながらシ−ム溶接する装置には，次のような発明装置が先に提案されている。たとえば，特開平２−９２４７１号公報「燃料タンクの自動シ−ム溶接装置」及び特開昭６１−２７６７８２号公報「シ−ム溶接機におけるワ−ク誘導装置」に記載されたワ−ク自動送り装置は，いずれも今までのような機械的なカム倣い制御によって溶接軌道を誘導するのではなく，ロボットシステムを応用し，二次元的又は三次元的な溶接軌道を有するワ−クを数値的制御等によるロボットを使って誘導するものである。これら従来の装置は，いずれもワ−ク側をロボットを使用して自動送りするもので，ワ−クのモデルチエンジが頻繁に行われてもティ−チング或いはデ− タのインプットを変更するだけであるから，従来装置のようにカム倣い装置が要らなくなり，多品種のワ−クを同一ラインで生産することができると言う大きなメリットを享受する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら，従来の装置は，通常の定置式シ−ム溶接機とロボットによるワ−ク送り装置とを組み合わせたものであるから，全体の装置が大きくなり，広い設置スペ−スを必要とするほか，自動車燃料タンクの製造ラインにおいてはワ−ク側を一般に駆動させて溶接機側を固定するという形態が一般的なイメ −ジであって，シ−ム溶接機をスポット溶接作業のようにロボットに持たせ自由自在にあやつって溶接軌道を溶接するという観念はシ−ム溶接機の重量によって制約され実現できなかった，本考案はロボット用シ−ム溶接機の軽量・小型化を達成し，ロボットによるスポット溶接作業のイメ−ジと同様に燃料タンクのシ−ム溶接をロボットにより実現することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本発明は，前記の問題を解決するために開発されたもので，その具体的な技術的手段は次のように講じたものである。すなわち，目的のワ−クをワ−ク固定治具装置に搭載し，そのワ−クに形成されたフランジ内の溶接軌道を，ロボットのア−ム手首軸に搭載したシ−ム溶接ヘッドの回転電極で挟持し，前記ロボットに軌跡倣い溶接に必要なデ−タを記憶したプログラムに従って前記溶接ヘッドを駆動し，かつ前記溶接ヘッドの回転電極の回転速度と前記ロボット側の溶接ヘッド送り速度とを同期させて溶接軌道をシ−ム溶接する装置であって，前記溶接ヘッドの溶接電源にインバ−タ溶接電源回路を構成したことを特徴とする。

【０００５】

【作用】

本考案では，シ−ム溶接機の溶接電源としてインバ−タ電源を使用したから溶接ヘッドの小型軽量化が実現でき，シ−ム溶接機をロボットに持たせるだけで，しかも，スポット溶接作業と同じイメ−ジで二次元ないし三次元の溶接線をもつワ−クの正規の溶接軌道を正確に電極を移動してシ−ム溶接することができるから，従来のように，ワ−ク側をロボットにより回転電極間に誘導するような複雑・高価なワ−ク送り設備や定置式シ−ム溶接機に必要な広い設置スペ−スがいらなくなる。

【０００６】したがって，ワ−クは予めワ−ク治具装置に固定し，シ−ム溶接ヘッドはロボットに搭載し，これによりワ−クフランジを回転電極により挟持し，回転電極間に所定の加圧力を与え溶接電流を通電しながら回転電極の回転駆動を開始すると，回転電極の回転速度と同期してロボット側つまり前記溶接ヘッドが駆動される。電極の回転駆動は，上下個々に設けた電動モ−タによりナ−ルギャを介して行われる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の１実施例を概略的に記載した図面に基づいて説明する。図１は，本考案のロボット用シ−ム溶接機の概略説明図である。この場合，多関節ロボットにシ−ム溶接ヘッドを持たせワ−ク治具に固定したワ−クの全周をシ −ム溶接する。図２はシ−ム溶接ヘッドの正面図である。

【０００８】符号１はロボット本体を示す。２はロボットの多関節を有する第一ア−ム，３は第一ア−ムに連結された第二ア−ム，４はア−ム先端の手首軸５に連結されたシ−ム溶接ヘッドである。６，７は上下一対の回転電極で，うち上部電極６は門形フレ−ム８の上部に支持された加圧シリンダ９によりその電極ケ−ス１０が前記フレ−ムの内側垂直面ａの両側に上下動可能なように支持される。下部電極７は門形フレ−ム８の内側垂直面ａ及び平面ｂにその電極ケ−ス１１が支持されている。回転電極６及び回転電極７はＣ形の支持板１２及び支持板１３に支持された駆動モ−タＭ１及び駆動モ−タＭ２の動力を伝達するナ−ルギャによって回転駆動される。なお，回転電極の回転速度とロボット側の駆動速度との間に何らかの原因で負荷トルクが生じたときにはロボットの駆動と回転電極とのトルク変動を機械的に同期させて修正が行われる仕組みになっている。

【０００９】１４は溶接トランスである。この溶接トランスは門形フレ−ム８に対し，電極面と反対側に垂直に固着された支持板１２及び支持板１３との間に固着されている。図３はシ−ム溶接ヘッドに内蔵した溶接電源回路構成を示す。この回路構成は一般的なインバ−タ電源回路を示すものである。すなわち，商用三相交流を整流器１５により直流に変換し，さらにこれをインバ−タ１６を介して高周波交流に変換し，その電流を溶接トランス１４の二次側で整流器１７を経て直流電流に変換して回転電極６，７間に通電する電源構造である。したがって，本考案のシ−ム溶接ヘッドにインバ−タ電源回路を構成することで，溶接トランスの軽量・小型化を達成し，通常のロボット用スポットガンと同様のイメ−ジでシ−ム溶接ヘッドをロボットにより自由に操作できるようになる。

【００１０】１８はワ−クＷをクランプして固定するワ−ク治具装置である。１９はワ− クを固定するクランプ装置である。このクランプ装置は前記治具装置の上部に設けたワ−ク受け２０の周囲に複数個設けてある。クランパ２１がシリンダ２２により開放動作し，ヒンジ２３を中心に開閉動作して電極との干渉を避けられるように回転電極の進行に従って順次開放するものである。

【００１１】次に，本考案によるシ−ム溶接動作を説明する。予め，ロボットにワ−クの軌跡誘導を数値制御等の駆動に必要なデ−タを教示し，そのプログラム動作順でシ−ム溶接ヘッドを移動させる準備を行う。

【００１２】今，ワ−クＷをクランプ開放状態のワ−ク治具装置１８のワ−ク受け２０にセットし、起動を開始すると，クランプ装置１９のシリンダ２２が作動してクランパ２１をワ−クＷの上に押圧してワ−クＷが動かないように固定する。ワ−クが固定されると，ロボっトがプログラムに従って移動し，シ−ム溶接ヘッド４の回転電極６，７はワ−クＷの前面に移動し，開放した状態で回転電極６及び回転電極７の間にフランジが位置決めされる。

【００１３】次いで，回転電極６が加圧シリンダ９の動作により門形フレ−ムの内側垂直面をガイドとして下降し，回転電極７との間にある溶接軌道の溶接スタ−ト位置をクランプする。両電極でクランプを完了した後，回転電極間に溶接に必要な加圧力が与えられ通電と共に回転電極が回転駆動すると，前記の溶接ヘッド４はロボットのプログラムに従って移動を開始する。この間，前記溶接ヘッドが溶接軌道に対する平面的な空間を回転電極の回転と同期して駆動されるが，回転電極６，７の回転速度とロボットのヘッド送り速度とが何らかの原因で負荷トルクが生じたときに，電極駆動経路にクラッチ機構等を介在して各電動モ −タの回転トルクをクラッチでスリップさせてヘッド送りと回転電極とのトルク変動を機械的に同期させる補正を行うようにして，ワ−クの正規の溶接軌道を電極が加圧通電しながら正確に移動する。また，ワ−ク治具装置１８のクランプ装置１９はシ−ム溶接ヘッド４がロボットで溶接送りされたとき，その通過期間の直前ないし直後の間に下方へ自動的にスイングして電極との干渉を避ける。なお，クランプ方式はワ−クの真上からクランプするものでもよい。

【００１４】

【考案の効果】

以上で説明したように，本考案によれば，シ−ム溶接機の溶接電源をインバ −タ電源を使用することで軽量・小型化を実現し，ロボットへの搭載が可能になり，しかも，スポット溶接作業と同じイメ−ジで二次元ないし三次元の溶接線をもつワ−クの正規の溶接軌道に対し，正確に回転電極を移動してシ−ム溶接することができるから，従来方式の自動車用燃料タンクのシ−ム溶接装置に比べ，定置式シ−ム溶接機自体の設置スペ−スが要らなくなるうえ，ワ−ク側の送り装置に比べ，治具はワ−クを固定する方式の簡単な治具構造で済み，全体の設備費及び設置スペ−スを一段と節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかるシ−ム溶接機の１実施例を示す
概略説明図である。

【図２】本考案のシ−ム溶接ヘッドの構造例を示す概略
正面図である。

【図３】本考案のシ−ム溶接機のインバ−タ溶接電源回
路の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ロボット本体９加圧シリ
ンダ２第一ア−ム１０電極ケ−
ス３第二ア−ム１１電極ケ−
ス４シ−ム溶接ヘッド１２支持板５手首軸１３支持板６回転電極（上部）１４溶接トラ
ンス７回転電極（下部）８門形フレ−ム２０ワ−ク受け２１クランパＭ１〜Ｍ２電動機（電動モ−タ）Ｗワ−ク

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】目的のワ−クをワ−ク固定治具装置に搭
載し，そのワ−クに形成されたフランジ内の溶接軌道
を，ロボットのア−ム手首軸の先端に搭載したシ−ム溶
接ヘッドの回転電極で挟持し，前記ロボットに軌跡倣い
溶接に必要なデ−タを記憶したプログラムに従って前記
溶接ヘッドを駆動し，かつ前記溶接ヘッドの回転電極の
回転速度と前記ロボット側の溶接ヘッド送り速度とを同
期させて溶接軌道をシ−ム溶接する装置であって，前記
溶接ヘッドの溶接電源にインバ−タ溶接電源回路を構成
したことを特徴とするロボット用シ−ム溶接機。