JPH09141494A

JPH09141494A - 回転溶接装置

Info

Publication number: JPH09141494A
Application number: JP30250995A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nakano; 昌明中野; Masatoshi Seki; 正俊関; Koji Aikawa; 浩二相川; Masakazu Takimoto; 昌和滝本; Shigeru Takagi; 茂高城
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-06-03
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: JP3292010B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性およびスペース効率を向上できる溶接
装置の提供。【解決手段】多角形の回転体４の各辺に被溶接部品３
の固定治具１１、１２を設け、この回転体４の周りに溶
接機６、７を配置し、さらに回転体４の近傍に被溶接部
品３の搬出入を行う搬出入装置１を設けた回転型溶接装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被溶接部品の姿勢
を変換させロボットにて自動溶接を行う溶接装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車ボディーの溶接ラインで
は、たとえば特開昭６４−１１０７７号公報に示されて
いるように、組付工程間を天井から上吊り方式およびリ
フトアンドキャリー方式で部品を搬送し、各工程で適切
なアーク溶接姿勢に部品を回転させて溶接を実行し、組
付けている。図１３は、従来の溶接組付けのもう一つの
例を示している。工程Ａ、Ｂ、Ｃ間を上吊り方式または
リフトアンドキャリー方式で溶接部品を搬送し、工程Ａ
では溶接部品Ｐの左右の右側を９０°上げて自動溶接機
Ｗで自動溶接を実行し、工程Ｂでは溶接部品Ｐの左右の
左側を９０°上げて自動溶接機Ｗで自動溶接を実行し、
工程Ｃでは溶接部品Ｐを長手方向に１８０°反転させて
溶接部品Ｐの裏面を自動溶接機Ｗで自動溶接を実行する
場合を示している。ここで、各工程でアーク溶接姿勢を
変換するのは、溶接品質上、溶接姿勢が水平溶接になる
ようにするためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
にはつぎの問題がある。生産性が悪い。すなわち、工程間の搬送時間と、各
工程での姿勢変換時間と、各工程での被溶接部品のクラ
ンプ、アンクランプの時間が必要となり、溶接以外の動
作に費やされる時間が多くなり、溶接時間の割合が約３
９％になってしまう。スペース効率が悪い。たとえば、図１３の例では、
サイド溶接が２工程、裏面溶接が１工程の計３工程の、
互いに独立したスペースが必要となる。コストが高くなる。すなわち、生産性が悪いのでロ
ボット台数を増加させて対応し、また姿勢変換ユニット
やリフターユニット等の台数も多くなってアクチュエー
タも多くなり、コストが高くなる。本発明の目的は、生産性およびスペース効率を向上でき
る溶接装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。（１）回転可能に支持された多角形の回転体と、前記
回転体の各辺に設けられた被溶接部品固定用の固定治具
と、前記回転体の周りに配置された複数の溶接機と、前
記回転体の近傍に配置された被溶接部品の搬出入装置
と、からなる回転溶接装置。（２）前記回転体の下方に配置されたスパッター受け
をさらに有する（１）記載の回転溶接装置。

【０００５】上記（１）の装置では、多角形の回転体の
各辺の固定治具に被溶接部品をセットし、回転体を任意
の角度に回転させ、周りに設けた溶接機で溶接する。こ
れによって、被溶接部品の各溶接角度への溶接姿勢変換
と各溶接角度位置への移動とを回転体の同じ回転動作で
可能とし、被溶接部品の溶接姿勢変換および移動時間を
短縮することができる。また、回転体の各辺にて同時
に、被溶接部品の溶接が溶接機にて可能である。これら
によって、溶接のサイクルタイムが大幅に短縮される。
また、従来ラインでは、各工程がシリーズに平面上に配
置されていたが、本発明では多角形の各辺に各工程が配
置されているため、平面エリアが少スペース化される。
上記（２）の装置では、スパッター受けを設けたので、
溶接にて発生したスパッターはスパッター受けに自重で
自動落下し、集中処理が可能になる。また、多角形の回
転体に各工程が集中するため、単一のスパッター受けを
回転体の下方に設けるだけでスパッターの集中処理が可
能である。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図１２は本発明の一実施例
の回転溶接装置を示している。図１〜図４に示すよう
に、本発明実施例の回転溶接装置は、回転可能に支持さ
れた多角形（図示例では四角形で、図１でハッチングを
施した部分）の回転体４と、回転体４の各辺に設けられ
た被溶接部品３固定用の固定治具１１、１２（図４）
と、回転体４の周りに配置された複数の溶接機６、７
と、回転体４の近傍に配置された被溶接部品の搬出入装
置１と、を有する。

【０００７】図１〜図３に示すように、回転体４は水平
に延び、両端部を回転体支軸部５で回転体の軸芯まわり
に回転可能に支持されている。図５〜図７は回転体４の
回転駆動部の構造を示している。この回転駆動部はモー
ター２と小径歯車１４と大径歯車８を有している。モー
ター２の出力軸に小径歯車１４が連結されており、回転
体４側に連結された大径歯車８が小径歯車１４と噛み合
っている。これによって、モーター２の回転が小径歯車
１４、大径歯車８を介して減速されて回転体４に伝えら
れ、回転体４が回転する。１０は、固定治具１１、１２
（図４）への給電ユニットである。

【０００８】回転体４は、適宜の角度（ｎ角形の場合は
３６０°／ｎ）ずつ回転され、その角度位置で位置決め
され回転停止され、その状態で溶接機６、７による溶接
が実行される。図６、図８はその位置決めユニット１３
を示している。位置決めユニット１３は、回転角位置決
めカム９と位置決めローラー２０とを有する。回転角位
置決めカム９は回転体４の軸方向一端部に連結され、円
板状部材の外周に回転体４の多角形の辺の数だけの凹部
を有する部材からなる。位置決めローラー２０は、回転
体４の辺が溶接停止位置にきたときに回転角位置決めカ
ム９の凹部に対向する位置に配置されており、回転体４
の辺が溶接停止位置にきたときに回転角位置決めカム９
の凹部に突入して回転体４を溶接停止位置に位置決めす
る。

【０００９】図８は位置決めユニット１３の位置決めロ
ーラー２０の駆動機構を示している。この駆動機構は、
駆動シリンダー１６と、駆動シリンダー１６のロッドの
動きを位置決めローラー２０のカム９凹部への出入方向
への動きに変換する作動リンク部１７と、作動リンク部
１７に連結されたスライド部１８と、スライド部１８を
摺動自在にガイドするスライドホルダー１９と、を有す
る。スライド部１８の先端に位置決めローラー２０が連
結されている。位置決めローラー２０が駆動機構によっ
て回転角位置決めカム９の凹部に突入されたとき、回転
体４は溶接停止位置に位置決めされ、その角度位置で停
止される。駆動機構を反対側に駆動して位置決めローラ
ー２０が回転角位置決めカム９の凹部から外れると、回
転体４の回転は自由となる。

【００１０】図４に示すように、被溶接物３を回転体４
に固定するための固定治具は、治具本体１１と治具本体
１１に取り付けられた複数のクランプユニット１２とか
らなる。各クランプユニット１２は、図９〜図１１に示
すように、被溶接物３を把持するクランプアーム２１
と、クランプアーム２１を支点２２まわりに回動させる
リンク部２３と、リンク部２３を回動駆動する駆動シリ
ンダー２４と、からなる。固定治具は、回転体４の各辺
に取り付けられていて、被溶接物３を回転体４の各辺に
固定する。

【００１１】図１、図２に示すように、回転体４の周り
には溶接機（溶接ロボット）６、７が配置されている。
溶接機６、７のベースは固定的に設置されている。６は
回転体４の両サイドに設けられた溶接機で、被溶接物３
を左９０°および右９０°に回転させた状態で溶接を実
行する。また、７は回転体４の上方に設けられた溶接機
で、被溶接物３を裏返しにした状態で溶接を実行する。
溶接機６、７は、回転位置決めされて回転停止された回
転体４の各辺に固定治具を介して固定されているそれぞ
れの被溶接物３を、同時に溶接する。各溶接機は互いに
独立に作動可能とされている。図１、図２に示すよう
に、搬出入装置１は回転体４の近傍（図示例では回転体
４の下方）に回転体とほぼ平行にもうけらており、被溶
接物３を回転体４の近傍位置に搬入し、持ち上げて回転
体４にクランプユニット１２により支持せしめ、回転体
４の回転により各溶接位置に移動されて溶接が実行され
た後の被溶接物３が回転体４から外されたときにその被
溶接物３を受取り、回転体４の近傍位置から搬出する。

【００１２】図１２に示すように、回転体４の各辺の溶
接ステーションの近傍にはスパッターシュート２５、２
６、２７が設けられており、その下方にはスパッター受
け２８が配置されている。スパッターシュート２５、２
６、２７４で集められた溶接スパッターは下方のスパッ
ター受け２８に集められる。回転体４の各辺の溶接ステ
ーションを周りから囲むように排煙カバー３０が設けら
れており、その天井部には排煙ダクト２９が設けられて
いる。

【００１３】つぎに、作用を説明する。搬出入装置１に
より被溶接物３を回転体４の近傍、たとえば下方に搬入
し、ついで回転体４に向って持ち上げる。回転体４は多
角形の一辺が下方に向けられた状態で回転位置決めされ
て回転停止された状態にあり、その下方に向けられた辺
に固定治具を介して被溶接物３がセットされる。

【００１４】ついで、位置決めローラー２０が位置決め
カム９の凹部からはずされて回転体４は回転可能の状態
になり、回転体駆動モーター２を駆動して回転体４を所
定角度（図示例では９０°）回転し、位置決めユニット
１３を作動させ、位置決めローラー２０を位置決めカム
９の凹部に突入させて、回転体４を位置決めしその位置
で回転停止させる。回転体４の回転によって、回転体４
の各辺に固定治具を介して支持されていた被溶接物３は
すべてつぎの溶接位置に回転体回転方向に移動されると
ともに溶接姿勢を変えられる。すなわち、回転体４を回
転させるだけで、被溶接物３の溶接ステーション間の移
動と、被溶接物３の溶接姿勢変えを、同時に達成する。
また、回転体４の各辺に溶接ステーションを設けたの
で、複数の溶接ステーションが回転体４まわりに集合さ
れ、複数の溶接ステーションをシリーズに配置した場合
に比べて少スペース化がはかられる。

【００１５】ついで、溶接を実行する。回転体４の各辺
の溶接ステーションの溶接が同時に実行される。溶接ス
テーションでの溶接が終了すると、再び回転体４のロッ
クを外して回転体４を所定角度回転させ、つぎの溶接を
実行する。これを順に繰り返していく。回転体４の１回
転によって被溶接物３が搬出入位置に戻ってくると、固
定治具が被溶接物３を外し、搬出入装置４が外された被
溶接物３を受取り、それを回転体４の近傍位置（図示例
では回転体４の下方位置）から搬出する。被溶接物３の
搬出後、つぎの被溶接物を回転体４近傍に搬入し、上記
の操作を繰り返す。被溶接物３の搬入は、回転体４の所
定角度（図示例では９０°）回転後毎に行われるので、
回転体４のすべての辺に被溶接物３が載った状態で回転
体４が回転されていく。

【００１６】溶接時に溶接スパッターが飛び排煙が出る
が、すべての溶接ステーションから出る溶接スパッター
はスパッタシュート２５、２６、２７によりガイドされ
て落下し、下方のスパッター受け２８に自動的に集めら
れる。そのため、集中処理が可能である。また、排煙は
排煙カバー３０で集められ、排煙ダクト２９から排出さ
れる。この場合、多角形の回転体４まわりにすべての溶
接ステーションが集められるので、排煙の集中処理が可
能である。

【００１７】

【発明の効果】請求項１の装置によれば、多角形の回転
体と固定治具と溶接機と搬出入装置を設けたので、多角
形の回転体の各辺の固定治具に被溶接部品をセットし、
回転体を任意の角度に回転させ、周りに設けた溶接機で
溶接することにより、被溶接部品の溶接姿勢変換と各溶
接ステーションへの移動が回転体の同じ回転動作で行わ
れ、被溶接部品の溶接姿勢変換および移動時間を短縮す
ることができる。また、回転体の各辺にて同時に、被溶
接部品の溶接が可能である。これらによって、溶接のサ
イクルタイムが大幅に短縮される。また、従来ラインで
は、各溶接工程がシリーズに平面上に配置されていた
が、本発明では多角形の各辺に各溶接工程が配置されて
いるため、平面エリアを少スペース化できる。請求項２
の装置によれば、スパッター受けを設けたので、溶接に
て発生したスパッターはスパッター受けに自重で自動落
下し、集中処理が可能になる。また、多角形の回転体に
各工程が集中するため、単一のスパッター受けを回転体
の下方に設けるだけでスパッターの集中処理が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回転溶接装置の正面図であ
る。

【図２】図１の装置の側面図である。

【図３】図１の装置のうち回転体とその軸受部の側面図
である。

【図４】図１の装置のうち固定治具の側面図である。

【図５】図１の装置のうち回転体駆動部の平面図であ
る。

【図６】図５の回転体駆動部の正面図である。

【図７】図５の回転体駆動部の側面図である。

【図８】図１の装置のうち回転体の回転位置決め部の正
面図である。

【図９】図４の装置のうちクランプユニットの平面図で
ある。

【図１０】図９のクランプユニットの正面図である。

【図１１】図９のクランプユニットの側面図である。

【図１２】図１の装置に排煙装置を設けた状態の正面図
である。

【図１３】従来の溶接ステーションの配置図である。

【符号の説明】

１搬出入装置２（回転体の）駆動モーター３被溶接部品４回転体５回転体支軸部６、７溶接機８大径歯車９回転角度位置決めカム１１治具本体１２クランプユニット１３位置決めユニット１４小径歯車１６シリンダー２０位置決めローラー２５、２６、２７スパッターシュート２８スパッター受け３０排煙カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者滝本昌和愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者高城茂愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能に支持された多角形の回転体
と、前記回転体の各辺に設けられた被溶接部品固定用の固定
治具と、前記回転体の周りに配置された複数の溶接機と、前記回転体の近傍に配置された被溶接部品の搬出入装置
と、からなる回転溶接装置。
【請求項２】前記回転体の下方に配置されたスパッタ
ー受けをさらに有する請求項１記載の回転溶接装置。