JPH106000A - 構造物の溶接ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物内の溶接を自動的に行い得る溶接ロボ
ット装置を提供する。 【解決手段】 ワークＷの内面を自動的に溶接する溶接
ロボット装置であって、ワークＷの内面に搬入し得る可
搬式の案内レール２と、この案内レール２上を走行自在
な走行台車３と、この走行台車３上に配置されてワーク
Ｗの内面を溶接する溶接ロボット４と、これら走行台車
３および溶接ロボット４を制御する制御装置６とから構
成し、かつ溶接ロボット４の動作データを作成する際
に、基本的な構造データを入力するとともに、溶接線の
始点および終点をティーチングさせるようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の溶接ロボ
ット装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、箱型構造物（以下、ワークとい
う）における内面溶接は、その内部が箱型の閉空間であ
り、例えば橋脚などでは、ワーク自体の寸法が比較的小
さいため、大掛かりな溶接装置を使用することができ
ず、またワーク内に配置されている補強リブが障害物と
なって、ワーク内の底壁部すなわち床面を走行するよう
な自動溶接装置を使用することができないため、作業員
が手作業で溶接を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、作業
員によりワーク内の溶接を行っているため、狭隘な空間
内に人間が入り込んで溶接作業を行うため、作業条件が
厳しくかつ危険を伴う作業であった。

【０００４】そこで、本発明は、構造物内の溶接を自動
的に行い得る溶接ロボット装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の手段は、構造物の内面を自動的に溶
接する溶接ロボット装置であって、構造物の内面に搬入
し得る可搬式の案内レールと、この案内レール上を走行
自在な走行台車と、この走行台車上に配置されて構造物
の内面を溶接する溶接ロボットと、これら走行台車およ
び溶接ロボットを制御する制御装置とから構成し、かつ
上記溶接ロボットの溶接動作データを作成する際に、構
造データを入力するとともに、溶接部の始点および終点
をティーチングさせるようにしたものである。

【０００６】また、本発明の第２の手段は、構造物の内
面を自動的に溶接する溶接ロボット装置であって、構造
物の内面に搬入し得る可搬式の案内レールと、この案内
レール上を走行自在な走行台車と、この走行台車上に配
置されて構造物の内面を溶接する溶接ロボットと、これ
ら走行台車および溶接ロボットを制御する制御装置とか
ら構成し、かつ上記溶接ロボットの溶接動作データを作
成する際に、構造データをセンシングにより入力すると
ともに、溶接部の始点および終点をティーチングさせる
ようにしたものである。

【０００７】上記の各構成によると、案内レール上を走
行する溶接ロボットの溶接動作データを作成する際に、
構造物における溶接線の不連続箇所における構造デー
タ、例えば補強リブの配置データ、補強リブの形状デー
タなどを入力するとともに、各溶接線における始点およ
び終点の位置を、溶接ロボットに教示して記憶させ、そ
してこれら入力データおよび教示データに基づき、溶接
ロボットの溶接動作データが自動的に作成されるため、
比較的、簡単な構成の溶接ロボットで、構造物の内面に
配置された補強リブなどを回避しながら自動溶接を行う
ことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の溶接ロボット装置
における実施の形態を、図１〜図６に基づき説明する。

【０００９】図１に示すように、本発明に係る溶接ロボ
ット装置１は、箱型構造物（以下、ワークという）Ｗの
内面を自動的に溶接するためのものである。この溶接ロ
ボット装置１は、ワークＷの内面に搬入し得る可搬式の
案内レール２と、この案内レール２上を走行自在な走行
台車３と、この走行台車３上に配置されてワークＷの内
面を溶接する６軸溶接ロボット４と、溶接用電源装置５
と、上記走行台車３および溶接ロボット４を制御する制
御装置６とから構成されている。

【００１０】上記６軸溶接ロボット４は、図２に示すよ
うに、走行台車３上に設けられた支持体１１と、この支
持体１１に設けられた旋回台１２上に、鉛直方向の第１
軸心ａ回りで回転自在に設けられた第１回転体１３と、
この第１回転体１３に、第１軸心ａとは直交する水平方
向の第２軸心ｂ回りで揺動自在に設けられた第１アーム
体１４と、この第１アーム体１４の上端部に、第２軸心
ｂと平行な第３軸心ｃ回りで揺動自在に設けられ第２ア
ーム体１５、この第２アーム体１５に、上記第３軸心ｃ
と直交する第４軸心ｄ回りで回転自在に設けられた第３
アーム体１６と、この第３アーム体１６の先端部に第３
軸心ｄと直交する第５軸心ｅ回りで回りで揺動自在に設
けられた手首部１７と、この手首部１７に第５軸心ｅと
直交する第６軸心ｆ回りで回転自在に取り付けられた溶
接トーチ１８とから構成されている。

【００１１】次に、上記溶接ロボット装置１において、
溶接動作を行わせるプログラムデータすなわち溶接動作
データ（ＮＣデータ）の作成方法について説明する。本
実施の形態の場合では、パラメトリック・ティーチング
が使用される。

【００１２】まず、図３のフローチャートに示すよう
に、溶接条件ライブラリおよび動作ライブラリを入力
し、次にワークの基本的な構造データ、例えばワーク内
面の溶接部における補強リブ高さ、補強リブ間隔、補強
リブ板厚などをパラメータとして入力する。

【００１３】次に、溶接基準点をティーチングにより教
えて記憶させ、そして上記の構造データおよび基準点の
データに基づき、溶接ロボットの動作データがデータ生
成部にて自動的に生成される。

【００１４】ここで、動作データの作成方法の具体的事
例について説明する。この具体的事例では、図４および
図５に示すように、ワークＷの底壁面（床面）２１およ
び側壁面２２に、等間隔置きに補強リブ（補強板）２
３，２４が配設された状態で、かつ溶接部すなわち溶接
線２５が両補強リブ２３，２４の端面間に位置する隅部
である場合について説明する。

【００１５】この場合、溶接線２５は各補強リブ２３，
２４の部分で不連続になっており、このため、溶接条件
の一つとして、溶接線２５の本数（この場合は５本）を
登録しておき、各溶接線２５をナンバリングして管理す
る。

【００１６】そして、溶接ロボット装置１の案内レール
２は、ワークＷの底壁面２１上、すなわち水平方向の補
強リブ２３上に適当に配置されるため、溶接ロボット４
と溶接線２５との相対距離は、案内レール２の位置によ
り変化する。

【００１７】したがって、各溶接線２５の始点と終点と
を、ティーチングによりそれぞれ教え込む。すなわち、
溶接ロボット４を各溶接線２５の近傍に走行させ、そし
て溶接トーチの先端を、それぞれの溶接線２５における
始点と終点とに移動させて、各点での溶接ロボット４の
位置・姿勢および走行台車３の位置を制御装置６に記憶
させる。

【００１８】そして、動作データを作成する際には、溶
接する溶接線２５の番号を指定することにより、この番
号の溶接線２５に対応して教示された始点および終点の
データに基づき、溶接トーチ１８の移動軌跡のデータが
自動的に生成される。例えば、溶接ロボット４における
溶接トーチ１８の移動軌跡のデータを図示すると図中の
矢印Ａのようになり、溶接トーチ１８は、補強リブ２
３，２４を回避するように移動する。なお、多層盛りの
場合には、各補強リブ間で所定回数だけ往復されて、多
層盛り溶接が行われる。

【００１９】このように、案内レール上を移動する溶接
ロボットの溶接動作の動作データを作成する際に、箱型
構造物における不連続箇所における構造データ、例えば
補強リブの配置データ、補強リブの形状データなどを入
力するとともに、各溶接線における始点および終点の位
置を溶接ロボットに教示して記憶させ、そしてこれら入
力データおよび教示データに基づき、溶接ロボットの動
作データを、自動的に作成するようにしたので、比較
的、簡単な構成の溶接ロボットで、箱型構造物の内面に
配置された補強リブなどを回避しながら、自動溶接を行
うことができる。したがって、従来作業員が狭隘な場所
で行っていた溶接作業の省力化を図ることができる。

【００２０】なお、上記実施の形態においては、基本的
な構造データをティーチングにより入力する際に、パラ
メトリック・ティーチングを使用したが、例えば図７の
フローチャートに示すようなセンサベース・ティーチン
グを採用しても良い。

【００２１】この場合、ワークの基本的な構造、すなわ
ち形状が、溶接トーチにより、自動的にセンシングされ
るため、動作データの作成に必要なパラメータの入力手
間が少なくて済む。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、案
内レール上を移動する溶接ロボットの溶接動作データを
作成する際に、構造物における溶接線の不連続箇所にお
ける構造データ、例えば補強リブの配置データ、補強リ
ブの形状データなどを入力するとともに、各溶接線にお
ける始点および終点の位置を、溶接ロボットに教示して
記憶させ、そしてこれら入力データおよび教示データに
基づき、溶接ロボットの溶接動作データを自動的に作成
するようにしたので、簡単な構成の溶接ロボットで、構
造物の内面に配置された補強リブなどを回避しながら自
動溶接を行うことができ、したがって、従来作業員が狭
隘な場所で行っていた溶接作業の省力化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における溶接ロボット装置
による溶接作業を示す一部切欠斜視図である。

【図２】同溶接ロボット装置における溶接ロボットの側
面図である。

【図３】同溶接ロボット装置における動作データの作成
手順を示すフローチャートである。

【図４】同溶接ロボット装置における溶接作業を示す要
部断面図である。

【図５】同溶接ロボット装置における溶接作業を示す要
部平面図である。

【図６】同溶接ロボット装置における溶接トーチの動作
データを図示した平面図である。

【図７】溶接ロボット装置における動作データの作成手
順の変形例を示すフローチャートである。

【符号の説明】 Ｗ ワーク １ 溶接ロボット装置 ２ 案内レール ３ 走行台車 ４ ６軸溶接ロボット ６ 制御装置 １８ 溶接トーチ ２１ 底壁部 ２２ 側壁部 ２３，２４ リブ ２５ 溶接線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古堅 光夫 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 大塚 隆夫 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 大澤 守彦 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構造物の内面を自動的に溶接する溶接ロボ
   ット装置であって、構造物の内面に搬入し得る可搬式の
   案内レールと、この案内レール上を走行自在な走行台車
   と、この走行台車上に配置されて構造物の内面を溶接す
   る溶接ロボットと、これら走行台車および溶接ロボット
   を制御する制御装置とから構成し、かつ上記溶接ロボッ
   トの溶接動作データを作成する際に、構造データを入力
   するとともに、溶接部の始点および終点をティーチング
   させるようにしたことを特徴とする構造物の溶接ロボッ
   ト装置。
2. 【請求項２】構造物の内面を自動的に溶接する溶接ロボ
   ット装置であって、構造物の内面に搬入し得る可搬式の
   案内レールと、この案内レール上を走行自在な走行台車
   と、この走行台車上に配置されて構造物の内面を溶接す
   る溶接ロボットと、これら走行台車および溶接ロボット
   を制御する制御装置とから構成し、かつ上記溶接ロボッ
   トの溶接動作データを作成する際に、構造データをセン
   シングにより入力するとともに、溶接部の始点および終
   点をティーチングさせるようにしたことを特徴とする構
   造物の溶接ロボット装置。