JPH0716789B2 - 空調ダクトのフランジ溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巾と高さの口寸法の異
なる多種類の空調ダクトの端面に空調ダクト接続用フラ
ンジをスポット溶接する空調ダクトのフランジ溶接装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空調ダクトとその接続用フランジ
との溶接は、空調ダクトとその接続フランジの種類が多
く、流れ生産的に一定パターンで作業を進めることがで
きないことから、作業員が重いスポット溶接機を操作し
て行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、作業員が溶
接機を操作して溶接作業を行っている場合、作業員に対
する負担が大きい割りに生産性は上がらず、そこで作業
員に対する負担を軽減する対策として、溶接ロボットを
用いて溶接作業を進めることが考えられるが、この場
合、ティーチング→プレイバックによるロボット制御で
は作業に時間がかかり過ぎて生産性が上がらないことに
は変わりがないと言う欠点がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、多種類の空調ダ
クトと接続フランジの溶接を作業員に大きな負担をかけ
ることなく、しかも、能率良く作業を進めることができ
る空調ダクトのフランジ溶接装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、巾と高
さの口寸法の異なる多種類の空調ダクトの端面に空調ダ
クト接続用フランジをスポット溶接するに際して、空調
ダクトのフランジ溶接側端面を特定位置にアンクランプ
可能に位置決めクランプする位置決め治具と、該位置決
め治具によってクランプされた空調ダクトのフランジ取
り付け端面と対峙してフランジを空調ダクトの端面にス
ポット溶接するための溶接ロボットと、前記位置決め治
具上において空調ダクト反転に支障のない位置まで移動
させてリフトにて持ち上げた後１８０°回転させた後に
元の位置に戻して空調ダクトを反転させる反転装置と、
前記位置決め治具上に取り付けられて位置決めされた空
調ダクトの巾と高さの口寸法を測定するとともに測定値
に対応した電気信号を外部に出力させる口寸法測定器
と、該口寸法測定器からの空調ダクトの口寸法信号を入
力させるとともに該口寸法に対応した空調ダクト接続用
フランジを設定して前記溶接ロボットによる溶接作業を
プログラムするパソコンと、該パソコンから伝送された
溶接作業プログラムに基づいて前記溶接ロボットによる
溶接作業を制御するロボット制御装置とのそれぞれを備
えた空調ダクトのフランジ溶接装置にある。

【０００６】

【作用】このように構成された空調ダクトのフランジ溶
接装置の場合、位置決め治具上にフランジを仮付けした
ダクト、或いは、フランジを嵌め込んだダクトを載せて
クランプした状態でロボット制御装置の起動スイッチを
オンにすると、ダクトのクランプ時における口寸法測定
器からの空調ダクトの口寸法信号出力によって、当該ダ
クトに対応したスポット溶接のスポット間隔、スポット
数、空調ダクトとフランジの厚みに対応した溶接電流値
等の溶接条件がパソコンで設定されるとともに、この溶
接作業プログラムがパソコンからロボット制御装置に伝
送され、溶接ロボットによる溶接作業が開始される。溶
接作業が開始されて空調ダクト一方端のフランジ溶接が
終了すると、位置決め治具上において空調ダクトを反転
に支障のない位置まで移動させた後リフトで持ち上げ空
調ダクトを支持したまま反転装置により１８０°回転し
てから元の位置に戻し、再びクランプされた後、空調ダ
クトはその他方端のフランジを溶接ロボットに対峙させ
た状態で再び溶接作業が開始され、空調ダクト他方端の
フランジ溶接が終了するとともにクランプが解除され、
空調ダクト両端のフランジ溶接作業は終了する。

【０００７】

【発明の効果】このように本発明は、空調ダクトの高
さ、巾及びフランジサイズの組合せ種類が多くても、こ
れらをパソコンによりオフラインプログラムを行うとと
もに、その結果をロボット制御装置に伝送することによ
り、ほぼ無限の組合せの溶接作業を容易に実施すること
ができる効果がある。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の一実施例の構成を図によって
説明する。フレーム１上の一方端には、接続用フランジ
２をスポット溶接する空調ダクト３の一端を載せるため
の固定位置決め支持台４が取り付けられ、フレーム１の
左右レール５上には、接続用フランジ２をスポット溶接
する空調ダクト３の他端を載せるための可動位置決め支
持台６が、固定位置決め支持台４との間隔を空調ダクト
３の長さに合わせて調節するためスライド可能に取り付
けられ、フレーム１の他方端には、駆動側スプロケット
７と従動側スプロケット８を介して左右レール５に沿っ
て回動可能に取り付けられたチェーン９を駆動するため
のカウンタ付減速モータ１０が取り付けられ、かつ、可
動位置決め支持台６はチェーン９に固定されているた
め、減速モータ１０を左右に回転駆動することによって
可動位置決め支持台６と固定位置決め支持台４との間隔
を空調ダクト３の長さに合わせて自由に調節することが
できるとともに、カウンタ出力によって可動位置決め支
持台６と固定位置決め支持台４との間隔を検知すること
ができる。

【０００９】固定位置決め支持台４と可動位置決め支持
台６との間には中間支持台レール１１の上部にリフト１
２付反転装置１３が、フレーム１の左右レール５の中間
にスライド可能かつ前記スプロケット７、８の１／２径
の駆動側スプロケット１４と従動側スプロケット１５及
びチェーン１６を介して前記減速機付モータ１０により
前記可動位置決め支持台６とともに可動位置決め支持台
６移動の１／２距離移動可能に取り付けられている。一
方、固定位置決め支持台４と可動位置決め支持台６の一
方端には、両支持台４、６上に支持された空調ダクト３
を位置決めするための受側当て板１７が固着され、か
つ、固定位置決め支持台４と可動位置決め支持台６の他
方端側には、両支持台４、６上に支持された空調ダクト
３を受側当て板１７に押し当てて位置決めクランプする
ための可動当て板１８が、ナットを兼ねた状態でカウン
タ付位置決めモータ１９駆動のスクリュウネジ２０にネ
ジ嵌合するとともに両支持台４、６に形成した長溝２１
にスライド可能に嵌合し（動力伝達はスクリュウネジ方
式に代えてチェーン方式を用いることができる他、動力
とその伝達手段を含めてエアシリンダ方式を用いること
もできる）、従って、カウンタ付位置決めモータ１９を
駆動することによる可動当て板１８の往復動によって、
両支持台４、６上の空調ダクト３を受側当て板１７に押
し当てての位置決めクランプ及び解放させてのアンクラ
ンプ動作をさせることができるとともに、カウンタ出力
によって空調ダクト３の巾寸法を検知することができ
る。

【００１０】フレーム１の前端面には、両支持台４、６
上に載せられた空調ダクト３であって、フランジ２を仮
付けした空調ダクト３或いはフランジ２を嵌め込んだ空
調ダクト３のフランジ２端面に当接して、空調ダクト３
の前端面を位置決めする前面当て板２２が、スポット溶
接時に支障のない位置に退避するためアーム２３に取り
付けられた状態で軸２４を中心にしてエアシリンダ２５
駆動により回転移動可能に取り付けられている。

【００１１】空調ダクト３は一方のフランジ２を溶接し
た後、他方のフランジ２を溶接するため、両支持台４、
５の上で反転させる必要がある。このため、リフト１２
付反転装置１３を使用するが、この装置１３を空調ダク
ト３の重心近くに置くため、支持台６を移動させる際、
中間支持台レール１１に形成した長溝２６にスライド可
能に嵌合した前記リフト１２付反転装置１３は前記減速
モータ１０を駆動することにより駆動スプロケット１４
とチェーン１６を介し、チェーン１６に固定されたリフ
ト１２付反転装置１３が前後（Ｘ方向）に移動し、Ｘ方
向における空調ダクト３の重心近くに位置する。又、空
調ダクト３をＹ方向に移動し、リフト１２付反転装置１
３の上部に位置させるため、可動当て板１８を弛めると
ともに、受側当て板１７が両支持台４、６上で空調ダク
ト３を押し戻す。受側当て板１７はこの後、元の位置に
戻る。又、リフト１２付反転装置１３の上面には、両支
持台４、６上の空調ダクト３を受けるための伸縮テーブ
ル２７、この場合、寸法の異なる各種空調ダクト３をそ
の大きさに合わせて受けるため、最大寸法の空調ダクト
３を受けることが可能な巾の蛇腹状伸縮機構を形成する
各アーム２８の上部を空調ダクト３を受けるための長い
ロッド２９で連結し、中央位置のロッド２９の１本を図
示省略チャンネル材で補強した状態でリフト１２の上面
に溶接し、各アーム２８の中間部と下部をそれぞれピン
３０で連結した伸縮テーブル２７がエアシリンダ３１駆
動による伸縮動作可能に取り付けられ、かつ、伸縮テー
ブル２７の伸縮方向前後端位置には伸縮テーブル２７の
前後端が両支持台４、６に当接したことを検知するため
のリミットスイッチ３２が取り付けられ、該リミットス
イッチ３２が両支持台４、６に当接した時点でエアシリ
ンダ３１動作は停止する。空調ダクト３を反転させるた
め上記のように空調ダクト３をリフト１２付反転装置１
３の上に移動させ、空調ダクト３の長さに合わせて伸長
した伸縮テーブル２７をリフト１２によって空調ダクト
３とともに上昇させ、受側当て板１７及び後述のポール
３４に当たらぬ位置で反転装置１３により１８０°反転
させ、再びリフト１２により両支持台４、６上に降ろ
す。

【００１２】又、固定位置決め支持台４の受側当て板１
７位置には、空調ダクト３の高さ方向寸法を検知するた
めの可動検知板３３がポール３４上をスライド可能に取
り付けられ、可動検知板３３は、ナットを兼ねた状態で
カウンタ付検知モータ３５駆動のスクリュウネジ３６に
ネジ嵌合するとともにポール３４に形成した長溝３７に
スライド可能に嵌合し、従って、検知モータ３５を駆動
することによる可動検知板３３の上下動にともなうカウ
ンタ出力によって空調ダクト３の高さを検知することが
できる。このように巾と高さの口寸法の異なる多種類の
空調ダクト３のフランジ２溶接側端面を特定位置にアン
クランプ可能に位置決めクランプする位置決め治具３８
の前方位置には、位置決め治具３８によってクランプさ
れた空調ダクト３のフランジ２取り付け端面と対峙して
フランジ２を空調ダクト３の端面にスポット溶接するた
めの溶接ロボット３９が設置され、この溶接ロボット３
９は、前記各カウンタからの空調ダクト３の口寸法信号
を入力させるとともに該口寸法に対応した空調ダクト３
接続用フランジ２を設定して前記溶接ロボット３９によ
る溶接作業をプログラムするパソコン４０から伝送され
た溶接作業プログラムに基づいたロボット制御装置４１
からの出力によって制御される。

【００１３】次に、本実施例の作用を作業順序に従って
説明する。このように構成された空調ダクト３のフラン
ジ溶接装置４２の場合、まず、作業開始に際して、位置
決め治具３８上にフランジ２を仮付けした空調ダクト
３、或いは、フランジ２を嵌め込んだ空調ダクト３を載
せてクランプした状態で空調ダクト３の口寸法の巾と高
さを自動的に計測しパソコン４０に設定する。

【００１４】この設定の結果、設定値に対応した溶接点
と推奨電流値が表示されることから、その電流値を設定
するとともに、空調ダクト３のクランプ時における口寸
法からの空調ダクト３の口寸法に対応したスポット溶接
のスポット間隔、スポット数、空調ダクト３とフランジ
２の厚みに対応した溶接電流値等の溶接条件と溶接作業
プログラムがパソコン４０からロボット制御装置４１に
伝送されるとともに、ロボット制御装置４１をプレイモ
ードに切替え、ロボット制御装置４１の起動スイッチを
ＯＮにすると、溶接ロボット３９による溶接作業が開始
される。

【００１５】まず、セット完了が確認され、溶接がスタ
ート状態になるとともに、フレーム１前端面の前面当て
板２２がエアシリンダ２５駆動によりスポット溶接時に
支障のない位置に退避し、退避確認後、溶接ロボット３
９による溶接作業が開始される。

【００１６】このようにして溶接作業が開始されて空調
ダクト３一方端のフランジ２溶接が終了すると、位置決
め治具３８による各クランプが解除された後、空調ダク
ト３両端のフランジ２溶接が終了か否かが判別され、一
方端のみ終了のときは空調ダクト３を反転に支障のない
位置までスライドさせた後、リフト１２付反転装置１３
のリフト１２が作動して両支持台４、６上の空調ダクト
３を反転に支障のない位置まで上昇させた後、空調ダク
ト３を１８０°反転させるとともに、空調ダクト３を元
の原点位置に戻して両支持台４、６上に支持させた後、
再び空調ダクト３他端面のフランジ２溶接が空調ダクト
３一端面のフランジ２溶接の場合と同様にして行われ
る。

【００１７】このようにして他端面のフランジ２溶接が
終了すると、再び空調ダクト３両端のフランジ２溶接が
終了か否かが判別され、両端終了のため連続しての空調
ダクト３のフランジ２溶接作業終了か否かが判別され、
作業が継続されるときは最初に戻って前記一連の溶接作
業が繰り返される。

【００１８】従って、この場合、空調ダクト３の高さ、
巾及びフランジ２サイズの組合せ種類が多くても、これ
らをパソコン４０によりオフラインプログラムを行うと
ともに、その結果をロボット制御装置４１に伝送するこ
とにより、空調ダクト３の種類及びフランジ２の種類の
ほぼ無限の組合せの溶接作業を容易に実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空調ダクト３用フランジ溶接装置４２の斜視図
である。

【図２】空調ダクト３用フランジ溶接装置４２の要部説
明図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ 接続用フランジ ３ 空調ダクト ４ 固定位置決め支持台 ５ レール ６ 可動位置決め支持台 ７ 駆動側スプロケット ８ 従動側スプロケット ９ チェーン １０ カウンタ付減速モータ １１ 中間支持台レール １２ リフト １３ 反転装置 １４ 駆動側スプロケット １５ 従動側スプロケット １６ チェーン １７ 受側当て板 １８ 可動当て板 １９ カウンタ付位置決めモータ ２０ スクリュウネジ ２１ 長溝 ２２ 前面当て板 ２３ アーム ２４ 軸 ２５ エアシリンダ ２６ 長溝 ２７ 伸縮テーブル ２８ アーム ２９ ロッド ３０ ピン ３１ エアシリンダ ３２ リミットスイッチ ３３ 可動検知板 ３４ ポール ３５ カウンタ付検知モータ ３６ スクリュウネジ ３７ 長溝 ３８ 位置決め治具 ３９ 溶接ロボット ４０ パソコン ４１ ロボット制御装置 ４２ フランジ溶接装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巾と高さの口寸法の異なる多種類の空調
   ダクトの端面に空調ダクト接続用フランジをスポット溶
   接するに際して、空調ダクトのフランジ溶接側端面を特
   定位置にアンクランプ可能に位置決めクランプする位置
   決め治具と、該位置決め治具によってクランプされた空
   調ダクトのフランジ取り付け端面と対峙してフランジを
   空調ダクトの端面にスポット溶接するための溶接ロボッ
   トと、前記位置決め治具上において空調ダクト反転に支
   障のない位置まで移動させてリフトにて持ち上げた後１
   ８０°回転させた後に元の位置に戻して空調ダクトを反
   転させる反転装置と、前記位置決め治具上に取り付けら
   れて位置決めされた空調ダクトの巾と高さの口寸法を測
   定するとともに測定値に対応した電気信号を外部に出力
   させる口寸法測定器と、該口寸法測定器からの空調ダク
   トの口寸法信号を入力させるとともに該口寸法に対応し
   た空調ダクト接続用フランジを設定して前記溶接ロボッ
   トによる溶接作業をプログラムするパソコンと、該パソ
   コンから伝送された溶接作業プログラムに基づいて前記
   溶接ロボットによる溶接作業を制御するロボット制御装
   置とのそれぞれを備えることを特徴とする空調ダクトの
   フランジ溶接装置。