JPH07284936A

JPH07284936A - 複数部材結合装置と複数部材結合装置の自動溶接システム

Info

Publication number: JPH07284936A
Application number: JP11581094A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Samejima; 昭弘鮫島; Hirosuke Mori; 寛祐森; Mikio Nada; 幹雄灘; Michio Onari; 道雄大成; Tetsuya Yamauchi; 徹也山内
Original assignee: SHINKURUSHIMA DOCK KK
Current assignee: SHINKURUSHIMA DOCK KK
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】従来、溶接技能者の仕事は均一でなく、連続作
業できない。そこで、溶接ロボットを部品結合用溶接装
置に使用し複数部品を溶接する複数部材結合装置を提供
することと複数部材結合装置の自動溶接システムを機械
加工技術の切削や切断や穿孔や溶接技術などに統合して
上記問題を解決することを目的とする。【構成】本発明は複数部材結合のための部品供給装置と
部品組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、供給さ
れた組立用部品を部品組立装置で組立てて、その組立て
られた複数の部品を一体的に結合するために部品結合用
溶接装置により溶接する複数部材結合装置である。ま
た、溶接ポジショナーと溶接ロボットとアクチュエータ
ーからなる部品結合用溶接装置により自動溶接して複数
の部品を一体的に係合する複数部材結合装置の自動溶接
システムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数部材結合装置と複
数部材結合装置の自動溶接システムに関し、特に、舶用
鋼製梯子のように複数の部材を組み立てて溶接ロボット
により自動溶接して複数部材の部品同士を一体的に結合
して複数部材の結合による溶接構造体を形成した複数部
材結合装置と複数部材結合装置の自動溶接システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】溶接作業或いは溶断作業を人手でなく溶
接ロボットにより行なうことは、従来から、必要に応じ
て行なわれてきた。反復作業を繰り返すような溶接作業
或いは溶断作業では、溶接ロボットが適している。ま
た、海底のような高圧のところやどうしても人がいけな
いような危険な場所での溶接作業或いは溶断作業では、
溶接ロボットを人が遠隔操作して溶接作業或いは溶断作
業をするとよいのである。ところで、溶接作業或いは溶
断作業などで溶接ロボットを使用する研究に平行して、
切削加工を主にした機械加工専門の工場では、工作機械
の機能を高めるために、あらゆる努力を重ねてきた。云
うまでもなく、複雑な操作を単純化するために数値制御
の考え方を工作機械に導入した。そして、指令通りに、
工作機械の操作を制御するのであるが、近年は、すぐれ
た演算機能と記憶機能を有するコンピュータが開発さ
れ、そのコンピュータを工作機械に組み込んで工作機械
の機能向上に励んでいる。このように、従来から、数値
制御工作機械の研究が行なわれ、幾多の成果を上げてき
た。その技術は、例えば、穿孔テープの指令通りに工作
機械の操作を制御するが、工作機械の操作を制御するこ
との一例として開発されてきた。それは、穿孔テープに
表現された情報が、入力部を介して数値制御工作機械の
数値制御装置の記憶装置に記憶され、次に、制御部から
の移動指令により、工具の位置の制御と工具の移動速度
の制御が行なわれるが、その際、制御部からの移動指令
として、工具の位置の制御部から、サーボモータの正逆
転指令と移動量と回転速度の三つの情報をサーボ機構に
指令し、サーボモータを駆動させるのである。そこで、
サーボモータが駆動されると、位置検出器により位置の
検出をし、その位置の検出値を工具の位置の制御部にフ
ィードバックし、そのフィードバック信号とサーボ機構
への送出信号とを比較しながら、サーボ機構に適切な移
動指令を送るのである。他方で、制御部から送出された
移動指令とは別のシーケンス制御信号を数値制御工作機
械の本体に向けて直接送出し、主軸を回転させることや
切削作業時に、切削作業部分に切削剤をかけることや刃
物台の割り出しを行なうのである。そのようにして、汎
用旋盤などの工作機械では、従来、不可能とされてきた
種々の機械加工が可能となってきた。そして、さらに、
工業用ロボットの導入により、機械工場の生産力を向上
させ、自動計測機構を整備したり、適切なローダーやア
ンローダーを開発して、主力の工作機械の周辺機器或い
は周辺装置を適切に連係させることにより、中央操作室
や中央運転室などでの集中制御を可能にしたり、機械工
場の無人化運転が出来るところまで、技術的には、十
分、到達している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、経済性を追及
していく見地から、高度の技術力を駆使して、機械工場
を無人化運転することは、それなりに重要であるが、他
方で、旧来の技術を踏襲している機械工場も少なくはな
い。それ故に、日進月歩の機械加工技術の分野におい
て、現実は、取り残されているところが沢山ある。勿
論、機械設備も、陳腐化された状態で取り残されている
のである。それと同じように、溶接技術の分野では、溶
接作業を溶接技能者の実力にのみ依存してきた面もある
が、仕事の内容が均一性を維持しにくく、また、連続作
業にも適していない。さらに、近年、急に、溶接技能者
の数が減少してきている。その理由は、熟練者の溶接技
能者の数が減少傾向にあるばかりでなく、溶接技能者に
なる若い人達の数が減少傾向にある。他の仕事に比べて
厳しい仕事であるから、今後ますます減少傾向をたどる
と考えられる。そのようなことを考慮に入れると、溶接
ロボットを使用していけるところには、溶接ロボットを
積極的に採用していくべきである。本発明は、これらの
問題点を具体的に分析して、起こり得る問題を個々に解
決しつつ、最終的にどうしても解決しなければならない
事柄として溶接作業に適した部品結合用溶接装置を使用
し複数部品の自動溶接による複数部材結合装置を提供す
ることと複数部材結合装置の自動溶接システムを提供す
ることを第一の目的とする。また、機械設備の中でも、
機械加工技術の切削加工技術や切断技術や穿孔技術や溶
接技術などは、その作業内容が比較的単純であっても、
広い場所を取り、加工速度が遅いとその速度に比例して
加工時間もかかる。それ故に、可能な眼り、高速化は必
要であり、そのようにして生産効率を向上させなければ
ならない。それから、切削加工技術や切断技術や穿孔技
術や溶接技術などの機械加工技術のように大きい力が必
要な場合や被加工対象物が大きい場合には、その機械設
備が、大きくならざるを得ず、どうしても広い場所を占
有せざるを得ない。本発明は、特に、溶接技術に係り、
複雑な溶接作業や反復作業の多い溶接作業を多数の溶接
作業者によって行なう作業を、事実上、解消するため、
システム制御盤を使用してプログラム制御をしうる溶接
ロボットを使用して前述の問題を解決することを第二の
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は複数部材結合の
ための部品供給装置と部品組立装置と部品結合用溶接装
置とからなり、供給路から部品供給装置を介して供給さ
れてきた組立用の部品を部品組立装置により組立てて、
その組立てられた複数の部品を一体的に結合するために
部品結合用溶接装置により溶接して結合した複数部材結
合装置である。また、本発明は、複数部材結合のための
部品供給装置と部品組立装置と部品結合用溶接装置とか
らなり、前記部品供給装置から供給されてきた部品を部
品組立装置により組立てて、その組立てられた複数の部
品を一体的に結合するために、溶接ポジショナーとプロ
グラム選択制御を可能とする溶接ロボットとシーケンス
制御を行なうアクチュエーターからなる部品結合用溶接
装置により自動溶接して複数の部品を一体的に結合して
複数部材の結合による溶接構造体を形成し得るようにし
た複数部材結合装置の自動溶接システムである。

【０００５】

【作用】本発明は複数部材結合のための部品供給装置と
部品組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、供給路
から部品供給装置を介して供給されてきた組立用の部品
を部品組立装置により組立てて、その組立てられた複数
の部品を一体的に結合するために部品結合用溶接装置に
より溶接して結合した複数部材結合装置であるから、供
給路から部品供給装置を介して部品を供給して、部品組
立装置により部品を組立てて、組立てられた状態の部品
結合体を溶接する製作工程にはいり、製品製作を可能に
し、最終的に、複数部材を溶接により結合して部品結合
用溶接構造体にし得ることとなり、部品供給から始め
て、複数部材を溶接により結合して完成品にさせ得る。
また、本発明は、複数部材結合のための部品供給装置と
部品組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、前記部
品供給装置から供給されてきた部品を部品組立装置によ
り組立てて、その組立てられた複数の部品を一体的に結
合するために、溶接ポジショナーとプログラム選択制御
を可能とする溶接ロボットとシーケンス制御を行なうア
クチュエーターからなる部品結合用溶接装置により自動
溶接して複数の部品を一体的に結合して複数部材の結合
による溶接構造体を形成し得るようにした複数部材結合
装置の自動溶接システムであるから、プログラム選択制
御を可能とする溶接ロボットとシーケンス制御を行なう
アクチュエーターからなる部品結合用溶接装置により自
動溶接して複数の部品を一体的に結合して複数部材の結
合による溶接構造体を形成し得ることとなり、比較的負
荷の大きい重たい部品でありながらでも、その組み立て
と溶接による結合には、人手を煩わすことなく、本発明
の複数部材結合装置の自動溶接システムにより、複数部
材の結合による溶接構造体を能率よく確実に製作するこ
とが出来る。

【０００６】

【実施例１】可搬式油圧パンチャーからなる穴明け装置
とステップ材の払い出し機能と枠材への挿入機能を持つ
ステップ供給装置と前記穴明け装置と前記ステップ供給
装置を搭載した走行架台と二本の枠材をクランプするた
めの油圧バイス構造からなる枠材固定装置と被溶接物を
溶接姿勢にクランプして保持する溶接ポジショナーと六
軸多関節溶接ロボットからなり、前記走行架台は、穴明
け作業やステップ材供給作業に必要な所定の位置に移動
し得るようにし、位置決め精度は±０．５ｍｍを保持さ
せるため、サーボモーターを使用し、ギヤーボックスと
軸を用いてビニオンとラックの係合部分に力を伝達し、
わずかのバックラッシュが生じる程度に押え得るように
し、枠材固定装置は、二本の枠材を油圧バイス構造によ
りクランプし得るようにし、枠材の間隔は、ステップモ
ーターを作動させて位置決めし、そして、枠材を作業位
置に搬入し得るようにし、完成した鋼製梯子を搬出する
機能を持ち、枠材固定装置は、そのために使用し得るも
のであり、穴明け装置は、可搬式油圧パンチャーを利用
して、枠材にステップ挿入用の穴明けに使用するが、穴
明けの位置決めは、走行架台による移動とステップモー
ターの上下移動により行ない、一台の可搬式油圧パンチ
ャーを使用して、その一台の可搬式油圧パンチャーを二
本の枠材の穴明け位置への移動をするとともにパンチャ
ーの枠材への穴明け姿勢変更のため、１８０度回転を行
なう機能を持つようにし、ステップ供給装置は、ステッ
プ材の払い出し機能と枠材への挿入機能を持つのである
が、ステップ材を枠材へ挿入するための位置決めは、走
行架台による移動とステップモーターの上下移動により
行ない、挿入は、払い出されたステップ材をハンドで把
握し、穴へ差し込むことにより行ない、溶接ポジショナ
ーは、ポジショナー本体が、組み立てられた鋼製梯子の
長さまで移動し、クランプし得るようにし、その後に、
±９０度回転して鋼製梯子を溶接姿勢に保持するように
し、溶接ロボットは、六軸多関節溶接ロボットであっ
て、ストロークが、２メートルの走行装置を外部軸とし
て協調制御し得るようにした鋼製梯子自動製作装置であ
る。

【０００７】

【実施例２】本発明は、部品製作機能部分とそれらの部
品製作機能部分により製作された部品を供給して、組立
治具装置により自動組立し、溶接ロボットで自動溶接し
得るようにした複数部材結合装置の自動溶接システムで
あって、本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
は、鋼製梯子自動製作のために鋼製梯子の自動組立と自
動溶接に必要なティーチングデータを作成するのである
が、パソコンにワークデータを入力することで自動的に
作成することが出来るのであり、パソコンの操作性の改
善のために、専用のデータ入力画面を開発し、データの
入力上のミスや加工不能のデータを容易にチェック出来
る機能を持たせており、システム制御盤は、高機能のプ
ログラム論理制御を採用し、パソコンとの間で、データ
通信を可能とし、サーボ系３軸、ステップモータ系４軸
の制御軸を有する組立治具装置の制御軸の位置決め制御
を可能とし、溶接ロボットのプログラム選択制御を可能
とし、アクチュエーターのシーケンス制御を可能とし、
溶接ロボットは、専用ロボット言語で記述されたプロク
ラムにより作動され、オフラインティーチング方式によ
り、パソコンから送られてくるワークデータから、溶接
に必要なロボット動作の情報を自動的に生成するように
し、溶接ロボットのプログラムは、加工工程に応じて、
システム制御盤から選択されて、実行されるシステムに
した複数部材結合装置の自動溶接システムである。

【０００８】

【効果】本発明は複数部材結合のための部品供給装置と
部品組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、供給路
から部品供給装置を介して供給されてきた組立用の部品
を部品組立装置により組立てて、その組立てられた複数
の部品を一体的に結合するために部品結合用溶接装置に
より溶接して結合した複数部材結合装置であるから、供
給路から部品供給装置を介して部品を供給して、部品組
立装置により部品を組立てて、組立てられた状態の部品
結合体を溶接する製作工程にはいり、製品製作を可能に
し、最終的に、複数部材を溶接により結合して部品結合
用溶接構造体にし得ることとなり、部品供給から始め
て、複数部材を溶接により結合して完成品にさせ得る。
また、本発明は、複数部材結合のための部品供給装置と
部品組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、前記部
品供給装置から供給されてきた部品を部品組立装置によ
り組立てて、その組立てられた複数の部品を一体的に結
合するために、溶接ポジショナーとプログラム選択制御
を可能とする溶接ロボットとシーケンス制御を行なうア
クチュエーターからなる部品結合用溶接装置により自動
溶接して複数の部品を一体的に結合して複数部材の結合
による溶接構造体を形成し得るようにした複数部材結合
装置の自動溶接システムであるから、プログラム選択制
御を可能とする溶接ロボットとシーケンス制御を行なう
アクチュエーターからなる部品結合用溶接装置により自
動溶接して複数の部品を一体的に結合して複数部材の結
合による溶接構造体を形成し得ることとなり、比較的負
荷の大きい重たい部品でありながらでも、その組み立て
と溶接による結合には、人手を煩わすことなく、本発明
の複数部材結合装置の自動溶接システムにより複数部材
の結合による溶接構造体を能率よく確実に製作すること
が出来る効果がある。また、図７に示すように、本発明
の複数部材結合装置の自動溶接システムにより複数部材
の結合による溶接構造体を製作するために、ステップ供
給装置によりステップの一端を片方の枠材に挿入する状
態を示しているが、その挿入状態を完了させて溶接ロボ
ットにより仮付け溶接をし、次には、図８に示すよう
に、ステップの他端を反対側の枠材に挿入して、仮付け
溶接をし、能率よく溶接をし得るなどの効果がある。ま
た、図１１に示すように、溶接ロボットの基本姿勢か
ら、図１２に示すように正回転させて溶接し得るように
し、また、それとは逆に、逆回転させて、溶接し得るの
で、所望の回転方向を選択して溶接し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
により鋼製梯子を自動的に製作する際に、梯子の幅決め
状態を示した概念図である。

【図２】本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
に使用する各種エアシリンダーの位置を示した概念図で
ある。

【図３】本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
の働きが分かる概念図である。

【図４】本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
の要部である枠体固定装置の構成を示した概念図であ
る。

【図５】本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
の要部である穴明け装置の構成を示した概念図である。

【図６】図５に示した枠材とは異なる本発明の複数部材
結合装置の自動溶接システムの要部である穴明け装置の
構成を示した概念図である。

【図７】本発明の複数部材結合装置の自動溶接システム
により複数部材の結合による溶接構造体を製作するため
に、ステップ供給装置により、そのステップの一端を片
方の枠体に挿入する状態を示すとともに仮付け溶接をし
ていく態様を示した概念図である。

【図８】ステップの他端を反対側の枠体に挿入して、仮
付け溶接をするところを示した概念図である。

【図９】溶接ポジショナーで仮組された梯子を掴む寸前
の状態を示した概念図である。

【図１０】溶接ポジショナーで仮組された梯子を掴んで
上昇させる状態を示した概念図である。

【図１１】溶接ロボットにより梯子の溶接をする際の基
本姿勢を示した概念図である。

【図１２】溶接ロボットにより梯子の溶接をする際の基
本姿勢から正回転させて溶接する状態を示した概念図で
ある。

【図１３】溶接ロボットにより梯子の溶接をする際の基
本姿勢から逆回転させて溶接する状態を示した概念図で
ある。

【符号の説明】

１梯子の幅決め金具２ロック
用エアシリンダー３払出用エアシリンダー４挿入用
エアシリンダー５把握用エアシリンダー６把握用
ハンド７走行架台８当て板９枠材固定装置１０枠材１１ステップ材取り付け予定位置１２枠材に
対する穴明け装置１３枠材クランプスイッチ１４溶接ポ
ジショナー１５枠材固定装置の油圧シリンダー１６枠材固
定装置の受け板１７枠材固定装置の受け板１８枠材固
定装置の移動板１９枠材へのステップの差込穴明け具２０ステッ
プ材２１溶接ロボットなどの先端部分２２ステッ
プ供給装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大成道雄東京都中央区京橋１丁目１番５号株式会社新来島どっく内 (72)発明者山内徹也東京都中央区京橋１丁目１番５号株式会社新来島どっく内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数部材結合のための部品供給装置と部品
組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、供給路から
部品供給装置を介して供給されてきた組立用の部品を部
品組立装置により組立てて、その組立てられた複数の部
品を一体的に結合するために部品結合用溶接装置により
溶接して結合した複数部材結合装置。
【請求項２】複数部材結合のための部品供給装置と部品
組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、異なる供給
路から異なる部品を供給する部品供給装置により供給さ
れてきた組立用の部品を組立てるための部品組立装置に
より部品を組立てて、組立てられた複数の部品を互いに
結合するために部品結合用溶接装置により複数の部品の
適宜位置を溶接で結合した請求項１記載の複数部材結合
装置。
【請求項３】複数部材結合のための部品供給装置と部品
組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、供給路から
部品供給装置を介して供給されてきた組立用の部品を組
立治具装置からなる部品組立装置により部品を自動組立
てして、自動組立てされた複数の部品を一体的に結合す
るために溶接ロボットからなる部品結合用溶接装置によ
り自動溶接して複数の部品を一体的に結合して複数部材
の結合による溶接構造体を形成しうるようにした請求項
１記載の複数部材結合装置。
【請求項４】複数部材結合のための部品供給装置と部品
組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、その部品結
合用溶接装置を溶接ポジショナーと溶接ロボットにより
構成し、供給路から部品供給装置を介して供給されてき
た組立用の部品を部品組立装置により組立てて、その組
立てられた複数の部品を一体的に結合するために、溶接
ポジショナーと溶接ロボットからなる部品結合用溶接装
置により自動溶接して複数の部品を一体的に結合して複
数部材の結合による溶接構造体を形成しうるようにした
請求項１記載の複数部材結合装置。
【請求項５】複数部材結合のための部品供給装置と部品
組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、前記部品供
給装置から供給されてきた部品を部品組立装置により組
立てて、その組立てられた複数の部品を一体的に結合す
るために、溶接ポジショナーとプログラム選択制御を可
能とする溶接ロボットとシーケンス制御を行なうアクチ
ュエーターからなる部品結合用溶接装置により自動溶接
して複数の部品を一体的に結合して複数部材の結合によ
る溶接構造体を形成しうるようにした請求項１記載の複
数部材結合装置の自動溶接システム。
【請求項６】複数部材結合のための部品供給装置と部品
組立装置と部品結合用溶接装置とからなり、前記部品供
給装置から供給されてきた部品を部品組立装置により組
立てて、その組立てられた複数の部品を一体的に結合す
るために、溶接ポジショナーとプログラム選択制御を可
能とする溶接ロボットとシーケンス制御を行なうアクチ
ュエーターからなる部品結合用溶接装置により自動溶接
して複数の部品を一体的に結合して複数部材の結合によ
る溶接構造体を形成しうるようにし、前記溶接ポジショ
ナーと溶接ロボットとアクチュエーターからなる部品結
合用溶接装置を制御するシステム制御盤を高機能のプロ
グラム論理制御を行ない得るようにし、パソコンとの間
にデータ通信を可能にし、組立治具装置の制御軸の位置
決め制御をなしうるようにし、溶接ロボットのプログラ
ム選択制御を可能とし、アクチュエーターのシーケンス
制御を行ない得るようにした請求項１記載の複数部材結
合装置の自動溶接システム。