JPH1177321A

JPH1177321A - 溶接装置及び溶接方法

Info

Publication number: JPH1177321A
Application number: JP9246664A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Morimoto; 恵一朗森本; Yasuyuki Ogose; 康之生越; Hiroichi Okada; 博一岡田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JP3945550B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの多数箇所を溶接する溶接装置及び溶
接方法として、多関節搬送ロボットによりワークを効率
的に搬送しながら効率良く溶接し、またスペースの有効
利用と安価な設備構成を図ることを目的とする。【解決手段】部品仮付け作業台２で組合わせられるイ
ンサイドパネルアッセンブリＰａを第１多関節搬送ロボ
ット４ａの保持部１２で把持し、第１溶接ロボット４ａ
側方に移動させて第１溶接ロボット４ａで溶接した後、
第２溶接ロボット４ｂの前方に移動させて第１、第２、
第３溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃで溶接する。このイ
ンサイドパネルアッセンブリＰａを待機台５に載置した
後、これを第２多関節搬送ロボット３ｂの保持部１２で
把持し、第４溶接ロボット４ｄに移動させて溶接し、溶
接後台車６に移載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のイ
ンサイドパネルに対して各種スティフナー等の複数の構
成部品を溶接する時の溶接技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車のインサイドパネル
に対してスティフナー等の構成部品を溶接する際は、溶
接作業を複数の工程に分けて行うようにしており、例え
ばインサイドパネルに対して各構成部品を所定の位置に
組合わせてシャトルコンベア等の搬送装置によって各工
程にピッチ搬送していき、各工程に配設される溶接ロボ
ットにより溶接するような方法が一般的である。また溶
接ロボットで溶接する際、例えば特開平９−５７４５７
号のように、ワークを多関節ロボットで位置決めして溶
接するような技術も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にワークをピッチ搬送しつつ溶接していく方法は、シャ
トルコンベア等の大掛かりな設備が必要とされ、またワ
ークの姿勢が限定されるため１台の溶接ロボットの溶接
範囲が制約され、溶接ロボットの数を増やさなければな
らないという問題がある。また特開平９−５７４５７号
の場合は、１台の溶接ロボットで溶接する際、単にワー
クを多関節ロボットで位置決めしているだけであり、複
数箇所の溶接ロボットで溶接しようとすると、何等かの
搬送手段を必要とし、同様に設備コスト等がかかるとい
う問題がある。

【０００４】そこで本発明は、１ヵ所の溶接ロボットの
溶接範囲を広げることで溶接効率を向上させ、且つワー
クを効率良く搬送させるとともに、スペースの効率的使
用と安価な設備構成を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、請求項１において、接合状態と同じ組合わせ
状態で位置決めされる複数のワークを供給するワーク供
給手段と、このワーク供給手段のワークの組合わせ状態
を保持したまま取り出して搬送する多関節搬送ロボット
と、この多関節搬送ロボットの可動領域内に溶接具を臨
ませる少なくとも１台の溶接ロボットによって溶接装置
を構成した。

【０００６】そして、ワーク供給手段のワークを、組合
わせ状態を保ったまま多関節搬送ロボットで取り出して
溶接ロボットの溶接ガン等の溶接具の位置に向けて搬送
し、溶接具で溶接するとともに、溶接が完了すると多関
節搬送ロボットによって更に下流に搬送する。このよう
に多関節搬送ロボットによって、溶接時のワークの位置
決めのみならず、搬送を行わせることによって、溶接作
業を円滑に行うことが出来る。

【０００７】また、多関節搬送ロボットでワークを把持
すれば、溶接時にワークの姿勢を自在に変更することが
出来るため、１台の溶接ロボットの溶接範囲を広げるこ
とが出来る。ここで、多関節搬送ロボットのロボットア
ームには、組合わせ状態を保持してワーク把持・搬送す
るため、必要に応じてクランプ具、位置決め具等を設け
ておく。

【０００８】また請求項２では、多関節搬送ロボットを
複数配設し、隣接する多関節搬送ロボットの中間部であ
って、各多関節搬送ロボットの可動領域内に、ワークを
待機させるワーク待機手段を設けるとともに、それぞれ
の多関節搬送ロボットに対して少なくとも１台の溶接ロ
ボットを配設するようにした。

【０００９】そして上流側の多関節搬送ロボットによっ
てワークを搬送し、対応する溶接ロボットで溶接を行っ
た後、ワークをワーク待機手段に移載する。そして、こ
のワーク待機手段に移載されたワークを下流側の多関節
搬送ロボットで把持し、対応する溶接ロボットの位置ま
で搬送して溶接を行い、これを繰返す。このように複数
の多関節搬送ロボットで、ワークの搬送と、溶接時のワ
ークの位置決めを行うようにすれば、溶接箇所が多数あ
るような場合に、溶接と搬送を繰返すような一連の作業
を効率的に行うことが出来る。

【００１０】また請求項３では、複数の多関節搬送ロボ
ットのうち最下流の多関節搬送ロボットの可動領域内
に、溶接したワークを搭載せしめる台車の位置決め部を
設けた。

【００１１】そしてこの最下流の多関節搬送ロボットで
把持するワークに対して、最後の溶接ロボットによる溶
接が完了すると、そのまま多関節搬送ロボットでワーク
を台車に搭載すれば、ワークの搬送、溶接作業から、溶
接完了のワークの払出しまでの一連の作業が円滑に行わ
れる。

【００１２】また請求項４では、ワーク供給手段に、位
置決め状態のワークを仮接合する仮溶接具を設けた。そ
して、ワーク供給手段の仮溶接具で、接合状態と同じ組
合わせ状態で位置決めされる複数のワークを仮溶接する
ことで、多関節搬送ロボットの把持機構等の簡素化を図
り、またワークの搬送姿勢等を安定させるようにする。

【００１３】また請求項５では、ワーク待機手段に、ワ
ークを所定の姿勢で位置決めする位置決め具を設けた。
そして、このワーク待機手段の位置決め具で、上流側の
多関節搬送ロボットから移載されるワークを位置決めす
ることで、下流側の多関節搬送ロボットによるワークの
取出しを安定させるようにする。

【００１４】また請求項６では、複数の溶接ロボットを
用いて複数の溶接工程に分けて溶接作業を行うようにし
た溶接方法において、それぞれの溶接工程間のワークの
移動経路を非直線状にするようにした。

【００１５】このようにワークの移動経路を非直線状に
すれば、溶接ロボット等の配置に制約が無くなり、デッ
ドスペースが生じにくくなってスペースの有効利用が図
られるとともに、複数の溶接ロボットを最短経路で結ぶ
ような搬路にして、搬送効率の向上を図ることが出来
る。

【００１６】また請求項７では、溶接ロボットによる溶
接工程では、ワークの姿勢を変化させながら溶接するよ
うにした。このようにワークの姿勢を変化させながら溶
接すれば、１台の溶接ロボットで溶接出来る範囲が広が
り、溶接効率を向上させることが出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
溶接装置の全体斜視図、図２は平面視による配置図であ
る。

【００１８】本発明に係る溶接装置は、例えば自動車の
後方右側のインサイドパネルＰに、リヤインナー、ダン
パスティフナー、フェンダスティフナー等の各種構成部
品を溶接し、後方右側インサイドパネルアッセンブリＰ
ａを製造する装置として構成され、組付状態に保持した
インサイドパネルアッセンブリＰａを搬送しながら複数
の溶接機で効率的に溶接することが出来るようにされて
いる。

【００１９】すなわちこの溶接装置１は、図１、図２に
示すように、ワーク供給手段としての部品仮付け作業台
２と、この部品仮付け作業台２に近接する箇所に１ヵ
所、少し離れた箇所に１ヵ所の合計２ヵ所に配設される
第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂと、第１、第
２多関節搬送ロボット３ａ、３ｂのいずれかのロボット
の可動領域内に各溶接ガン１６ａ、１６ｂ、１６ｃを臨
ませる第１〜第４溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
を備えており、前記第１、第２多関節搬送ロボット３
ａ、３ｂの中間部には、ワーク待機手段としての待機台
５が設けられるとともに、第２多関節搬送ロボット３ｂ
の近傍には、台車６を位置決めする台車位置決め部７が
設けられている。

【００２０】そして、部品仮付け作業台２上にインサイ
ドパネルＰと各構成部品を組付状態でセットした後、部
品仮付け作業台２に近接する上流側の第１多関節搬送ロ
ボット３ａで把持して、第１〜第３溶接ロボット４ａ〜
４ｃの前方等に臨ませて所定の溶接部を溶接し、所定箇
所の溶接が終了すると、待機台５上に位置決め載置す
る。

【００２１】そしてこの待機台５上に位置決めされたイ
ンサイドパネルアッセンブリＰａを下流側の第２多関節
搬送ロボット３ｂで把持して、第４溶接ロボット４ｄの
前方に臨ませて所定の溶接部を溶接し、溶接が終了する
とそのまま台車６に搭載して払い出し、これら溶接部品
の供給から搬送、溶接、払出しまでの一連の作業を円滑
に行うことが出来るようにしている。

【００２２】前記部品仮付け作業台２は、図１の鎖線に
示すように、上面部分が枢着軸１１まわりに回動可能と
され、上面に不図示の位置決めピン、クランプ具、溶接
ガン等の位置決め機構及び仮溶接具が配設されて仮溶接
部２ａとして構成されている。そして、この仮溶接部２
ａは、不図示の操作盤によって操作されるようになって
いる。

【００２３】前記第１、第２多関節搬送ロボット３ａ、
３ｂは、アーム先端に、インサイドパネルアセンブリＰ
ａを保持する保持部１２を備えており、この保持部１２
は、角材からなる枠体１３と、この枠体１３に配設され
る複数の位置決めピン１４、…と、複数のクランプ具１
５…等から構成されている。

【００２４】そして、第１、第２多関節搬送ロボット３
ａ、３ｂはほぼ同様の構成とされ、また第１、第２多関
節搬送ロボット３ａ、３ｂ間には、両方のアーム等が干
渉することなく作動出来るだけのクリアランスが設けら
れている。

【００２５】前記第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄの
うち、第１〜第３溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃは、第
１多関節搬送ロボット３ａで把持するインサイドパネル
アッセンブリＰａに対して溶接することが出来るように
され、第４溶接ロボット４ｄは、第２多関節搬送ロボッ
ト３ｂで把持するインサイドパネルアッセンブリＰａに
対して溶接することが出来るようにされている。そして
第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄのアーム先端には、
溶接具としての溶接ガン１６ａ〜１６ｄが設けられ、そ
のうち第１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａは、前記
部品仮付け作業台２の仮溶接部２ａの位置まで届くよう
に配置されている。

【００２６】前記待機台５は、上面に複数の位置決めピ
ン１７、…を備えており、これら位置決めピン１７、…
は、インサイドパネルアッセンブリＰａの所定箇所の穴
等に差込まれて位置決め出来るようにされている。

【００２７】前記台車６は、下面に移動走行用のキャス
タ１８、…を備えており、また上部に設けられた枠体部
２１内には、インサイドパネルアッセンブリＰａを吊下
げて保持するための棒状ハンガー２２が設けられてい
る。そしてこの台車６は、台車位置決め部７の床面に配
設される複数のガイド部材２３によって、所定の姿勢で
位置決め可能とされている。

【００２８】本発明に係る溶接装置１は以上のような構
成であるが、次に本溶接装置１の作動及び作用等につい
て説明する。

【００２９】まず作業者は、不図示の操作盤を操作して
部品仮付け作業台２の仮溶接部２ａを図１の鎖線位置ま
で起こし、自動車の後方右側インサイドパネルＰと各構
成部品を所定の接合状態に組合わせて配置していく。そ
して配置が終えると、操作盤を操作してクランプ具でイ
ンサイドパネルＰ及び各構成部品をクランプし、仮溶接
部２ａを水平姿勢に戻す。そして、仮溶接部２ａの溶接
ガンによってインサイドパネルＰと各構成部品の仮止め
溶接が行われる。この際、一部の箇所については、第１
溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａによる溶接も行われ
る。

【００３０】インサイドパネルＰと各構成部品の仮止め
が終了し、インサイドパネルアセンブリＰａの仮組みが
終えると、仮溶接部２ａのクランプ具が解除され、第１
多関節搬送ロボット３ａが作動して、仮組みしたインサ
イドパネルアッセンブリＰａを保持部１２で把持する。

【００３１】そして、インサイドパネルアッセンブリＰ
ａを把持した第１多関節搬送ロボット３ａは、アームを
旋回させてインサイドパネルアッセンブリＰａを第１溶
接ロボット４ａの側方の空中位置（Ａ）に位置させ、第
１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａでスポット溶接を
行う。この際、第１多関節搬送ロボット３ａの保持部１
２と、第１溶接ロボット４ａの溶接ガン１６ａの位置関
係等を調整し、溶接作業を行いやすい姿勢等にセットし
ながら溶接することで、多数点のスポット溶接を円滑に
行うようにする。

【００３２】（Ａ）位置における溶接が完了すると、第
１多関節搬送ロボット３ａは、アームを旋回させてイン
サイドパネルアッセンブリＰａを第２溶接ロボット４
ｂ、及び第３溶接ロボット４ｃの前方（Ｂ）に位置さ
せ、第１、第２、第３溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃの
各溶接ガン１６ａ、１６ｂ、１６ｃによってほぼ同時に
多点の溶接を行う。この際、前記場合と同様、第１多関
節搬送ロボット３ａの保持部１２と、第１、第２、第３
溶接ロボット４ａ、４ｂ、４ｃの各溶接ガン１６ａ、１
６ｂ、１６ｃの位置関係等を調整し、溶接作業を行いや
すい姿勢等にセットしながら溶接することで、多数点の
スポット溶接を円滑に行うようにする。

【００３３】（Ｂ）位置における溶接が完了すると、次
に第１多関節搬送ロボット３ａは、アームを旋回させて
インサイドパネルアッセンブリＰａを待機台５上の
（Ｃ）位置に載置する。この際、待機台５上の位置決め
ピン１７、…をインサイドパネルアセンブリＰａの所定
の穴等に合せて嵌入し、所定の姿勢で移載する。

【００３４】移載が完了すると、第１多関節搬送ロボッ
ト３ａのアームは復元して図１に示すような姿勢とな
り、この状態になると、作業者は次のインサイドパネル
Ｐ及び各構成部品を部品仮付け作業台２上に配置する作
業に取りかかることが出来るようになる。

【００３５】一方、待機台５上の（Ｃ）位置にインサイ
ドパネルアッセンブリＰａが載置されると、第２多関節
搬送ロボット３ｂのアームが旋回し、保持部１２でイン
サイドパネルアッセンブリＰａを把持した後、このイン
サイドパネルアッセンブリＰａを第４溶接ロボット４ｄ
の溶接ガン１６ｄのチップ間（Ｄ）に位置させる。ここ
で、この第４溶接ロボット４ｄの溶接ガン１６ｄだけは
固定式であるため、第２多関節搬送ロボット３ｂによっ
てインサイドパネルアッセンブリＰａの位置等を変更し
ながら多点を溶接する。

【００３６】（Ｄ）位置における溶接が完了すると、す
べての溶接作業が完了することになる。そこで第２多関
節搬送ロボット３ｂのアームは大きく旋回し、インサイ
ドパネルアッセンブリＰａを台車６の棒状ハンガ２２に
吊下げる。（（Ｅ）位置）

【００３７】本発明の溶接装置１による溶接方法は、以
上のようなものであり、また、本溶接方法によるインサ
イドパネルアッセンブリＰａの搬送は非直線的である
が、第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄによる溶接作業
と組合わせて、各溶接ロボット間をほぼ最短経路で結ん
でいるため、一連の搬送、溶接作業を極めて効率的に行
うことが出来る。しかも、最後に台車６に移載するた
め、払出しまでの作業を円滑に行うことが出来る。

【００３８】また、溶接作業も第１、第２多関節搬送ロ
ボット３ａ、３ｂで把持したインサイドパネルアッセン
ブリＰａを、第１〜第４溶接ロボット４ａ〜４ｄで溶接
するため、例えば溶接ガン１６ａ〜１６ｄを固定状態に
して、保持部１２を位置調整したり、逆に保持部１２を
固定状態にして、溶接ガン１６ａ〜１６ｃを位置調整し
たりして溶接したり、または両者を位置調整したりする
ことが出来、１台の溶接ロボットの溶接可能な範囲を広
げることが出来る。

【００３９】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば溶接
ロボットの配置、数、種類、多関節搬送ロボットの配
置、数等は任意である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明に係る溶接装置は、
請求項１のように、ワーク供給手段から、接合状態と同
じ組合わせ状態で位置決めされる複数のワークを多関節
搬送ロボットで取出し、この多関節搬送ロボットで把持
するワークを搬送しつつ、溶接ロボットによって溶接す
るようにしたため、ワークを溶接しながら搬送すること
が出来、溶接しながら搬送するような作業を効率的に行
うことが出来る。また、多関節搬送ロボットでワークを
把持するため、溶接時にワークの姿勢を自在に変更する
ことが出来、溶接ロボットの溶接範囲を広げることが出
来る。また請求項２のように、多関節搬送ロボットを複
数配設し、隣接する多関節搬送ロボットの中間部に、ワ
ークを待機させるワーク待機手段を設ければ、溶接箇所
が多数あるような場合に、溶接と搬送を繰返すような一
連の作業を効率的に行うことが出来る。

【００４１】また請求項３のように、最下流の多関節搬
送ロボットの可動領域内に、溶接したワークを搭載せし
める台車の位置決め部を設ければ、ワークに対する払出
しまでの作業までを円滑に行うことが出来る。そして請
求項４のように、ワーク供給手段に、位置決めしたワー
クを仮接合する仮溶接具を設ければ、多関節搬送ロボッ
トの把持機構等の簡素化を図ることが出来、またワーク
の搬送姿勢等を安定させることも出来る。また請求項５
のように、ワーク待機手段に、ワークを所定の姿勢で位
置決めする位置決め具を設ければ、上流側の多関節搬送
ロボットから移載されるワークを位置決めして、下流側
の多関節搬送ロボットによるワークの取出しを安定させ
ることが出来る。

【００４２】また請求項６のように、溶接工程間のワー
クの移動経路を非直線状にすれば、溶接ロボットの配置
等に制約が無くなり、スペースの有効利用が図られると
ともに、溶接ロボット間を最短経路で結ぶような搬路に
して、搬送効率の向上を図ることも出来る。そして請求
項７のように、溶接ロボットによる溶接工程では、ワー
クの姿勢を変化させながら溶接すれば、溶接ロボットで
溶接出来る範囲が広がり、溶接効率を向上させることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶接装置の全体斜視図

【図２】平面視による配置図

【符号の説明】

１…溶接装置、２…部品仮付け作業台、３ａ…第１多関
節搬送ロボット、３ｂ…第２多関節搬送ロボット、４ａ
…第１溶接ロボット、４ｂ…第２溶接ロボット、４ｃ…
第３溶接ロボット、４ｄ…第４溶接ロボット、５…待機
台、６…台車、７…台車位置決め部、Ｐ…インサイドパ
ネル、Ｐａ…インサイドパネルアッセンブリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２５Ｊ 9/06 Ｂ２５Ｊ 9/06 ＡＢ６２Ｄ 65/00 Ｂ６２Ｄ 65/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接合状態と同じ組合わせ状態で位置決め
される複数のワークを供給するワーク供給手段と、この
ワーク供給手段のワークの組合わせ状態を保持したまま
取り出して搬送する多関節搬送ロボットと、この多関節
搬送ロボットの可動領域内に溶接具を臨ませる少なくと
も１台の溶接ロボットを備えたことを特徴とする溶接装
置。
【請求項２】請求項１に記載の溶接装置において、前
記多関節搬送ロボットを複数配設し、隣接する多関節搬
送ロボットの中間部であって、各多関節搬送ロボットの
可動領域内に、ワーク待機用のワーク待機手段を設ける
とともに、それぞれの多関節搬送ロボットに対して少な
くとも１台の溶接ロボットを配設することを特徴とする
溶接装置。
【請求項３】請求項２に記載の溶接装置において、前
記複数の多関節搬送ロボットのうち最下流の多関節搬送
ロボットの可動領域内に、溶接したワークを搭載せしめ
る台車の位置決め部が設けられることを特徴とする溶接
装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
記載の溶接装置において、前記ワーク供給手段には、位
置決め状態のワークを仮接合する仮溶接具が設けられる
ことを特徴とする溶接装置。
【請求項５】請求項２に記載の溶接装置において、前
記ワーク待機手段には、ワークを所定の姿勢で位置決め
する位置決め具が設けられることを特徴とする溶接装
置。
【請求項６】複数の溶接ロボットを用いて複数の溶接
工程に分けて溶接作業を行うようにした溶接方法であっ
て、前記それぞれの溶接工程間のワークの移動経路を非
直線状にしたことを特徴とする溶接方法。
【請求項７】請求項６に記載の溶接方法において、前
記溶接ロボットによる溶接工程では、ワークの姿勢を変
化させながら溶接することを特徴とする溶接方法。