JPH0857648A - 溶接ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接心線を安定して供給する。 【構成】 第３アーム構成体３３は送給装置７をシャフ
ト７４により回動自由に支持する。アーム２の変位に伴
って溶接機５が送給装置７に対して相対変位すると、送
給管６ａの曲げに対抗する復元力が送給装置７側に作用
して送給装置７がシャフト７４を中心に回動し、これに
よって、送給管６ａは溶接機５と送給装置７との間で小
さい曲率の湾曲状態を保つ。送給装置７と溶接機５との
間の送給管６ａの配索長を短くしながらその湾曲の曲率
を小さく保つことができるから、送給装置７による溶接
心線（図示せず）の溶接機５への送給を安定して行え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、関節運動により自在に
変位可能なアームの先端に溶接機を取り付けた溶接ロボ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の生産ライン等で自動的に溶接を
行う場合に用いられる溶接ロボットは、関節運動を行う
アームを備えたものが一般的である。アームは複数本の
アーム構成体よりなり、折曲げ、軸回りの回動等の複合
運動によって三次元方向へ自在変位ができるように構成
されている。そして、アームの先端にはワイヤ状の溶接
心線を用いて溶接を行う溶接機が取り付けられている。
さらに、溶接心線を送給するための手段として、溶接心
線をドラムやリールに巻き付けた心線送給源と溶接機と
の間には溶接心線が挿通される可撓性を有する送給管が
配索されると共に、この送給管の配索経路の途中には心
線送給源から溶接心線を引き出し、溶接機へ溶接心線を
繰り出す送給装置が介在され、通常はいずれかのアーム
構成体に固定されている。なお、この送給装置は、例え
ば一対の送りローラによって溶接心線を挟んで一方向に
送り出すといった送り機構が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した溶接ロボット
においては、送給装置と溶接機との間における送給管内
で、溶接心線が溶接機側から引っ張られるのではなくて
送給装置から押し出されることによって送られるように
なっている。このように溶接機に対して押し出しによっ
て心線を供給するタイプでは、引っ張って供給するタイ
プに比べて送給装置と溶接機との間において送給管内で
心線が引掛って安定的に心線を供給できないことが懸念
される。したがって、溶接心線の安定送給を図るために
は、送給装置の取付け位置を極力溶接機に近づけて送給
装置と溶接機との間の送給管の配索長を短くすることが
望まれる。しかし、送給管の配索長を短くし過ぎると、
アームの変位の仕方によっては送給管の湾曲の曲率が過
大になる虞がある。送給管の湾曲の曲率が大きくなり過
ぎると、その部分では溶接心線が通過し難くなったり通
過不能になったりするため、溶接心線を安定して溶接機
に送給することができなくなってしまう。このように、
従来の溶接ロボットでは、送給装置を溶接機に接近させ
て送給管の配索長を短くするという条件と、送給管の湾
曲の曲率が過大になるのを回避するという条件とを高い
レベルで両立させることができなかったため、溶接心線
を安定して送給することが難しかった。

【０００４】本願発明は上記事情に鑑みて創案されたも
のであって、送給装置と溶接機との間における送給管の
配索長を短くすることを可能にしながら、送給管の湾曲
の曲率が過大になることを防止し、もって、溶接心線の
安定供給を実現することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、関節運動により自在方向への
変位可能に設けられたアームと、このアームの先端に取
り付けられてワイヤ状の溶接心線を用いて溶接を行う溶
接機と、溶接心線が挿通される可撓性を有する送給管
と、この送給管の送給経路の途中に設けられて溶接心線
を溶接機に送り込む送給装置とからなり、この送給装置
はアームに対して前記送給管の曲率を減少させる方向へ
変位可能に取り付けられている構成としたところに特徴
を有するものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、アームの変位に伴って溶接
機と送給装置とが大きく接近したり溶接機と送給装置と
の相対姿勢が変化したりすると、送給装置がアームに対
して相対変位することより、溶接機と送給装置との間に
おいて送給管が小さい曲率で湾曲する状態を保つ。

【０００７】

【発明の効果】本発明は、溶接機と送給装置との相対位
置及び姿勢の変化に伴って送給装置がアームに対して相
対変位するようにしたから、送給装置から溶接機までの
送給管の配索長を短くしてもその湾曲の曲率を小さく保
つことが可能になり、これによって、溶接心線の溶接機
への送給を安定して行うことができる。

【０００８】

【実施例】

＜実施例１＞以下、本発明を具体化した一実施例を図１
乃至図３を参照して説明する。溶接ブースの上方に設け
た取付け面１には、フレーム３０が上下方向の第１軸４
１を中心として回転駆動されるように支持され、フレー
ム３０から斜め下方に延びる第１アーム構成体３１に
は、第２アーム構成体３２が水平方向の第２軸４２を中
心として前後方向に揺動駆動されるように支持され、こ
の第２アーム構成体３２の下端には、第３アーム構成体
３３が第２軸４２と平行な第３軸４３を中心として上下
方向に揺動駆動されるように支持されている。

【０００９】なお、この第３アーム構成体３３の後端と
前記第２軸４２との間には２本の補助アーム構成体３
７，３８が連結されており、この補助アーム構成体３
７，３８によって、第２アーム構成体３２と第３アーム
構成体３３とは四節の平行リンクを構成することにな
り、これによって第３アーム構成体３３より先端側のア
ーム構成体、溶接機５、さらには送給装置７等の動作を
安定化させることができる。第３アーム構成体３３の前
端には、この第３アーム構成体３３からさらに前方へ延
出する第４アーム構成体３４が両アーム構成体３３，３
４の長さ方向の第４軸４４を中心として回転駆動される
ように支持されている。また、この第４アーム構成体３
４の前端には、第５アーム構成体３５が第２軸４２及び
第３軸４３と平行な第５軸４５を中心として揺動駆動さ
れるように支持されている。さらに、この第５アーム構
成体３５には、後述する溶接機５が取り付けられる保持
体３６が第５アーム構成体３５の長さ方向の第６軸４６
を中心として回転駆動されるように支持されている。

【００１０】以上によって溶接ロボットのアーム２が構
成されている。このアーム２は、各軸４１乃至４６を中
心とする関節運動により三次元方向において自在に変位
可能となっていて、図示しない母材（被溶接部材）に対
する保持体３６の位置及び姿勢を任意に制御することが
できるようになっている。

【００１１】次に、溶接を行うための装置について説明
する。保持体３６に取り付けられた溶接機５には母材側
に向かって突出するようにトーチ５ａが設けられてい
る。トーチ５ａは溶接心線（図示せず）と不活性ガスを
供給するためのノズル（図示せず）を有し、また、トー
チ５ａには、母材と溶接心線との間にアークを発生させ
るための図示しない電源ケーブルが接続されていると共
に、図示しない溶接心線送給源から溶接心線を送給する
ための送給管６が接続されている。

【００１２】送給管６は可撓性を有していて、その内部
にはワイヤ状の屈曲可能な溶接心線が挿通されるように
なっており、溶接機５側の送給管６ａと送給源側の送給
管６ｂとからなっている。両送給管６ａ，６ｂは送給装
置７を介すことによって接続されており、この両送給管
６ａ，６ｂと送給装置７とによって溶接心線の送給経路
が構成されている。

【００１３】送給装置７は、例えば溶接心線を挟む一対
の送りローラ（図示せず）とこの送りローラを回転駆動
するモータ（図示せず）とからなっていて、両送りロー
ラを回転駆動することにより溶接心線を送給源から引っ
張ると共に溶接機５側へ押し出すようにして送給装置７
を通過させ、もって、溶接心線を所定の速度でトーチ５
ａに送り込む構成になっている。

【００１４】かかる送給装置７は第３アーム構成体３３
に配され、図３に示すようにしてその取付けがなされて
いる。同図に示すように、第３アーム構成体３３には、
その側面と下面とに沿うように板材をＬ字形に曲げ成形
してなる固定ベース７１が取り付けられている。この固
定ベース７１は、第３アーム構成体３３を挟んで対角に
配したＬ字形をなすボルト７２と固定ベース７１を下側
から支えるように配したプレート７３とを用いて固定さ
れている。この固定ベース７１の第３アーム構成体３３
の側面と対応する側壁部７８には、第２軸４２、第３軸
４３及び第５軸４５と平行な水平なシャフト７４が第３
アーム構成体３３の側方へ突出する状態で固定されてい
る。このシャフト７４には、ハウジング７５がベアリン
グ７７を介すことによって回転自由に嵌装されている。
このハウジング７５には取付部材７９を介して板状の可
動ベース７６が一体回転可能に取り付けられている。こ
の可動ベース７６の取付け面７６ａは、シャフト７４の
軸線方向と平行で且つ軸心から偏心した面となってい
る。かかる取付け面７６ａには、上記した送給装置７が
図示しない固定手段によって固定されている。

【００１５】また、送給装置７には、前記両送給管６
ａ，６ｂがシャフト７４の軸線方向と交差する方向に突
出するように固定して接続されている。かかる構成によ
り、両送給管６ａ，６ｂの送給装置７への接続端部は、
第３アーム構成体３３の側方においてシャフト７４と交
差する面内で回動可能となっている。

【００１６】次に、本実施例の作用について説明する。
母材の位置に応じてアーム２が関節運動を行うことよっ
てその姿勢と位置を適宜に変化させることにより、アー
ム２の先端の溶接機５がそのトーチ５ａを母材に接近さ
せて溶接可能な状態となる。

【００１７】このときに、溶接機５がそのトーチ５ａを
斜め下向きにした図１に示す状態から図２に示すように
トーチ５ａを斜め上向きにした状態に姿勢を変化させる
と、送給管６ａの溶接機５への接続端部が姿勢を変えな
がら送給装置７に対して接近する。これに伴い、送給管
６ａにはその湾曲の曲率が大きくなるように変形させる
力が作用するが、これに対抗して送給管６ａはその曲げ
剛性によって生じる復元力により曲率を小さくするよう
に延びようとする。この復元力は送給装置７側に作用
し、これによって、送給装置７はシャフト７４を中心と
して第３アーム構成体３３に対して図２の反時計方向
（左回り）に相対的に回動し、送給管６ａは小さい曲率
で滑らかに湾曲する状態を保つ。

【００１８】このように本実施例では、送給装置７がア
ーム２に対して回動変位することにより送給管６ａの湾
曲の曲率が過大になるのを防止するようになっているか
ら、送給装置７と溶接機５との間の送給管６ａの配索長
を長くしなくても済む。即ち、送給管６ａの配索長を短
くしながらその小さい曲率で滑らかに湾曲する状態を保
つことができ、これにより、送給装置７の送給機能を十
分に発揮させ、溶接心線を溶接機５に安定して送給する
ことができる。

【００１９】＜他の実施例＞本発明は上記記述及び図面
によって説明した実施例に限定されるものではなく、例
えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含ま
れ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更して実施することができる。

【００２０】（１）上記実施例では、送給装置７がシャ
フト７４によって単に回動自由に支持されているだけで
あって、送給管６ａの有する曲げ剛性によって生じる復
元力により送給装置７が回動する構成とした場合につい
て説明したが、本発明は、送給装置を積極的に変位させ
るための駆動機構を設け、この駆動機構をアームの変位
に連動して作動させることにより、送給装置を変位させ
る構成も技術的範囲に含むものである。このようにする
と、送給管への負荷が軽減されるため、送給管の耐用寿
命を長くすることができる。

【００２１】（２）上記実施例では、送給装置７が、シ
ャフト７４と直交する二次元平面内での回動変位可能に
支持されている場合について説明したが、本発明は、送
給装置の変位の仕方が、直交する２軸により三次元方向
へ回動する構成、第２アーム構成体の長さ方向又はこれ
と交差する方向へ平行移動する構成、三次元方向の回動
と平行移動とを組み合わせた構成など、上記実施例以外
の各種の移動形態も技術的範囲に含むものである。この
場合でも、上記変形例（１）と同様に、駆動機構によっ
て送給装置の変位を行わせることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側面図

【図２】アームが変位した状態をあらわす側面図

【図３】送給装置のアームへの取付構造をあらわす断面
図

【符号の説明】

２…アーム ５…溶接機 ６ａ，６ｂ…送給管 ７…送給装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 関節運動により自在方向への変位可能に
   設けられたアームと、このアームの先端に取り付けられ
   てワイヤ状の溶接心線を用いて溶接を行う溶接機と、前
   記溶接心線が挿通される可撓性を有する送給管と、この
   送給管の送給経路の途中に設けられて前記溶接心線を前
   記溶接機に送り込む送給装置とからなり、この送給装置
   は前記アームに対して前記送供管の曲率を減少させる方
   向へ変位可能に取り付けられていることを特徴とする溶
   接ロボット。