JPH08281447A - 電動式複数ガンの切換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数台の電動加圧式スポット溶接ガンを１台
のロボットが目的用途に応じて自動的に切り換えて使い
分ける。 【構成】 電動モータによる動力で電極加圧動作する複
数台の電動式ガンを，１台のロボットに搭載して使用す
る場合に，これらロボントに搭載した複数ガンを溶接条
件および／またはワーク干渉条件に応じて使い分けるガ
ン切換制御システムにおいて，上記ガンの加圧動作制御
装置と電動式ガンとの中間地点において複数ガンの中か
ら指定したガンの駆動及び制御を電気的切換回路を介し
て選択可能にした。これにより，従来のガンチエンジャ
を使用せずに自動切換が可能となり，電動式ガンの特性
である打点速度能力を最大限に発揮することができ，生
産タクトを大幅に短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数台のスポット溶接ガ
ンを１台のロボットが使用目的に応じて切換て使い分け
るシステムに関し，さらに詳しくは電動モータの動力で
電極加圧動作を行う各種類の電動式ガンの駆動線及び制
御線を，目的のガンに自動的に切り換えるようにした複
数ガンの切換システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，自動車ボディを溶接する場合は，
ワークの大きさや形状によって各種類の溶接ガンが使い
分けられる。自動車のボディの溶接は，大半がロボット
ラインで行われるが，ワークの種類毎に溶接ガンを切り
換えて使い分ける場合は，通常エアーガンの場合が多
く，１台のロボットに２台のエアーガンを搭載してそれ
ぞれ目的に応じたガンに切り換えて使いわけている。

【０００３】またもうひとつの場合は，予め複数の溶接
ガンをフロア上に用意しておき，俗にガンチエンジャと
称するガン着脱交換装置を各種のガン側とロボット側に
取付け，ロボット側の動作により複数種類の中から目的
のガンを選択しこれをジョイント式に着脱交換して持ち
替えている。

【０００４】このようにして，持ち替えたガンをロボッ
トが自在に動かしてガンの方向姿勢をワークの打点位置
に応じて変更しながら，ワークの打点位置に対し電極を
直角に加圧できるように溶接を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者の場合は，ロボッ
トアームの手首軸に設けた一台のエアーガンに対し，も
う一台のガンはほゞ直角に設けたもので，エアー，水，
電気等の供給用の配線を引いてガン先端部に供給してい
る。しかし，今日のように打点速度能力を最大限に引き
出せる電動式ガンの普及増大にともなって，従来のエア
ーガンに取って代わる電動式複数ガンの切換システムの
開発が要求されてきた。

【０００６】また，後者のようにガンチエンジャを使用
してガンを持ち替えるシステムの場合は，ガンチエンジ
ャ単品でも高価なうえ，一番問題となるのはガンを交換
するのに時間がかかることで，生産タクトの短縮化に沿
わない面があった。また，数種類のガンを用意するガン
置き台のフロアスペースが必要となるほか，ガンチエン
ジャ本体も大きく，重くなり，ガンの大きさによっては
ロボットの許容モーメント内に入らなくなってしまうこ
ともしばしばである。

【０００７】本発明はこれらの問題を解決し，最もシン
プルな形で複数台の電動式ガンの自動切換システムを提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記の目的を
達成するもので，電動モータによる動力で電極加圧動作
する複数台の電動式ガンを，１台のロボットに搭載して
使用する場合，又はフロア上又は治具上に配置して使用
する場合に，これら複数ガンを溶接条件および／または
ワーク干渉条件に応じて使い分けるガン切換制御システ
ムにおいて，上記ガンの加圧動作制御装置と電動式ガン
との中間地点において複数ガンの中から指定したガンの
駆動及び制御を電気的切換回路を介して選択可能にした
ことを特徴とする。

【０００９】

【作 用】本発明によれば，１台のロボットに複数台の
電動式ガンを搭載した場合は，それぞれのガンを溶接条
件及び／又はワーク干渉条件範囲に合わせて電動式ガン
の加圧モータの駆動と制御を指定の稼動ガンに合わせて
電気的切換回路により選択することになる。したがっ
て，電動式ガンを複数台使用するにあたって，電気的切
換回路を溶接ガンと制御装置の中間地点に配置し，複数
ガンのそれぞれの電動モータへの動力線及び制御線をこ
こで中継し，使用に応じて何れかの電動式ガンに切換て
使い分ける。

【００１０】こうすることによって，従来のガンチエン
ジャを使用せずに自動切換が可能になり，しかも電動式
ガンの特性である打点速度能力を最大限に発揮すること
ができ生産タクトを大幅に短縮させることができる。

【００１１】

【実施例】以下，本発明の１実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明にかかるシステムの一実施例を示
すものである。

【００１２】図１のロボット１及びロボット制御装置２
はＸ軸，Ｓ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｒ軸，Ｑ軸の６軸制御を基
本とするものである。本発明では，このロボット制御装
置の７軸目として電動式ガンのシーケンス制御を行う場
合である。ロボット制御装置は溶接トランス５とケーブ
ルで接続された溶接機タイマー，つまり溶接用制御装置
とシリアル通信ラインで接続され，溶接条件及び溶接デ
ータを送信，受信する構成となっており，サーボアンプ
及びドライブユニットと複数ガンの電動モータとは駆動
線及び制御線により接続され，ロボットの７軸目を利用
してサーボモータ制御を行い電極ストローク量を制御す
るものである。

【００１３】図１のロボット１が２台の電動式ガン３，
４を操作する場合は，溶接トランス５はロボットアーム
６の先端の回転手首機構７により回動可能に連結された
ブラケット８によって支持されている。このトランス１
台を共用して２台のガンがブラケット８に支持されてい
る。この実施例では，２台の電動式ガンは一方がＣ型ガ
ン３で，このＣ型ガンに対しほゞ直角にもうひとつのＸ
型ガン４が取付けられている。このツインガンは使用目
的に応じてロボット側の手首機構７の回転動作によって
切り替わる構成になっている。

【００１４】すなわち，上記ロボットの７軸目を利用し
て上記電動モータによる加圧動作を制御する場合には，
上記ロボットの制御装置と電動式ガンとの中間地点にお
いて複数ガンの駆動及び制御を電気的切換回路により特
定した電動式ガンに切換えるようにした電動式複数ガン
の切換制御システムを実現する。

【００１５】図２は上記ロボットの制御と電動式ガンの
制御とを各制御装置を用いて行う場合に，上記電動モー
タのドライブコントローラを，溶接電源の開閉器を制御
する溶接タイマ部に収納した溶接用制御装置と，上記複
数ガンとの中間地点において複数ガンの駆動及び制御を
電気的切換回路により目的の電動式ガンに切換えるよう
にした電動式複数ガンの切換制御システムを実現する実
施例を示すものである。

【００１６】この場合，複数ガンの電動モータの制御装
置は，ロボットコントローラとを別々に備え，ロボット
制御装置からの電極ストローク選択信号により予め設定
された電極開放ストローク量の中から電動モータのサー
ボ制御装置が電極開放ストロークを選択する構成になっ
ている。

【００１７】このサーボ制御装置１４は，前記６軸制御
のロボット制御装置２とは分離されており，溶接制御装
置１２と同一制御装置内部に収納されている。この装置
には加圧力設定値と電極位置設定による指令値と，図で
は省略したが複数ガンの電動加圧ユニットに装備してあ
るタコジエネレータ及びエンコーダからの速度及び電極
位置情報を演算処理し電極を所定速度で所定位置へ移動
する情報指令機能が備わっている。このサーボ制御装置
１４からは電極開放ストローク位置確認信号をロボット
制御装置に出力し，ロボット制御装置からは電極開放ス
トローク選択信号を入力する。

【００１８】溶接制御装置１２は言うまでもなく，溶接
機への溶接電流を制御するタイマー部とコンタクタ部を
含むもので，ロボット制御装置２へは溶接完了信号を出
力し，溶接開始信号はロボット制御装置２から入力す
る。

【００１９】従来の大半は２台のエアーガンをガンチエ
ンジャによってロボット側のガン着脱交換作業により持
ち替えて使い分けていたが，ガンチエンジャ動作に必要
となるロス時間が問題となり，この発明ではダブル電動
式ガン３，４の使い分けによりこのロスタイムを最小と
したものである。

【００２０】そこで，各電動式ガン３，４をそれぞれ駆
動する動力線及び制御線を含むケーブル９とを電気的に
切り換えるための，一般的な電気的切換回路１０をボッ
クス１１に収納し，このボックス１１を例えば前記ブラ
ケット８側又は二点鎖線で示すようにロボットアーム６
側に配置して，各電動モータＭからの動力線，制御線等
含むケーブル９をロボット制御装置２又は溶接制御装置
１２から引き出された動力線，制御線を含むケーブル１
３とを中継し，この中継点において使用に応じてどちら
か一方の電動式ガンに電気的切換回路１０を開閉動作し
切り換えるようにした。

【００２１】なお，各電動式ガンのドライバー，コント
ローラ，電極ストローク量等の記憶装置は，例えば図１
のごとくロボットの７軸目を溶接加圧力の制御として利
用する場合はロボット制御装置２に収納することにな
る。また各電動式ガンのドライバー，コントローラ，電
極ストローク量等の記憶装置は，上記の７軸目の溶接加
圧力の制御をロボットの６軸のハンドリング制御から切
り離して単独制御とする場合には図２のごとく溶接制御
装置１２の内部に収納してもよい。

【００２２】切換回路の操作方法としては，任意の打点
から任意のガンに切り換えるべく，予めガンのティーチ
ング動作時に教示しておくか，リミットスイッチのよう
な外部信号により電気的リレー回路を開閉動作させる。

【００２３】なお，本発明はロボット側に複数ガンを持
たせてワーク側を固定した場合の例を説明したが，本発
明の基本的な技術的思想は本実施例に限らず，ロボット
にワークを持たせてフロア上に複数ガンを固定するか，
又は治具等に電動式ガンを複数台，固定して，それぞれ
の電動式ガンの電動モータの駆動と制御をボックス内の
切換回路によって目的の稼動ガンに合わせて切換える場
合も本発明の１態様として容易に実施できる。

【００２４】

【発明の効果】以上，本発明は電動式ガンの速い打点速
度は従来のガンチエンジャを用いては半減する問題を，
１台のロボットに複数の電動式ガンを配置し，それぞれ
の電動式ガンの電動モータのドライバー及びコントロー
ラ等の制御を，電気的切換回路によって目的のガンに合
わせて選択することができるから，（１）複数台の電動
式ガンの切り換えが可能になり，打点溶接のスピードア
ップを図ることができる。（２）それぞれの電動モータ
を駆動するのに必要なドライバー，コントローラ，記憶
装置等が１台で兼用できコストが大幅に低減できる。
３）ボックス内に電気的切換回路を配置したので，電動
モータからの動力線，制御線が短くてすみ経済的である
うえ，このケーブルが切れた場合でも交換作業が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムをの一実施例を示す全体図
で，ロボットの７軸目を利用して上記電動モータによる
加圧動作を制御する場合の切換制御システムを示す。

【図２】本発明の他の実施例を示す全体図で，ロボット
の制御と電動式ガンの制御とを各制御装置を用いて行う
場合の切換制御システムを示す。

【符号の説明】 １ ロボット ２ ロボット制御装置 ３ 電動式ガン ４ 電動式ガン ５ 溶接トランス ６ ロボットアーム ７ 回転手首機構 ８ ブラケット ９ ケーブル １０ 電気的切換回路 １１ 収納ボックス １２ 溶接制御装置 １３ ケーブル １４ サーボ制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータによる動力で電極加圧動作す
   る複数台の電動式ガンを，１台のロボットに搭載して使
   用する場合に，これらロボットに搭載した複数ガンを溶
   接条件および／またはワーク干渉条件に応じて使い分け
   るガン切換制御システムにおいて，上記ガンの加圧動作
   制御装置と電動式ガンとの中間地点において複数ガンの
   中から指定したガンの駆動及び制御を電気的切換回路を
   介して選択可能にした電動式複数ガンの切換制御システ
   ム。
2. 【請求項２】 電動モータによる動力で電極加圧動作す
   る複数台の電動式ガンを，フロア上又は治具上に配置し
   て使用する場合に，これら複数ガンを溶接条件および／
   またはワーク干渉条件に応じて使い分けるガン切換制御
   システムにおいて，上記ガンの加圧動作制御装置と電動
   式ガンとの中間地点において複数ガンの中から指定した
   ガンの駆動及び制御を電気的切換回路を介して選択可能
   にした電動式複数ガンの切換制御システム。