JPS60238090A - 自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位置決めされた林溶接部拐を溶接ロボットによ
り自動溶接する装置、特に基準位置決め部材に被溶接部
材側の位置決め噛合部を噛合せることにより位置決めを
行なうことのできる自動溶接装置に関する◎ 自動溶接を行なう場合、被溶接部材と溶接処理部材とに
より決まる溶接線に沿って溶接トーチケ自動作動させ、
溶接作業を行う。たとえば、中型トラックのリヤアクス
ルハウジングの中央膨出部に三角板を自動溶接する装置
の一つにテンプレートならい方式による溶接装置がある
。これは矛８図に示すように、アクスルノ・クランプ１
の中央膨出部に一対の三角板２，２を仮付しておき、こ
れを溶接する場合に用いられており、アクスルハウジン
グ１の端部を固定し、その基準外径面ａを基準にテンプ
レート４を保持し、このテンプレートに案内されるトー
チ６が始７つＪより溶接線孔　に沿ってその部分を順次
溶接するものである。更に、このテンブレー！・方式の
位置精度を向上させるものに、アクスルハウジング１の
クランプ後三角板２．２を手動で位置合せする方式があ
る。この方式ではテンプレート頂点と一体化したレーザ
を用い（図示せず）、これにより始点Ｊをレーザスポッ
トに合せ、Ｋ廣を溶接トーチ３のワイヤに合わせアーク
溶接することができる。

しかし、アクスルハクランプ１のようなプレス曲げ部品
に鋼板プレス打抜きの三角板２を溶接するような場合、
各部品の単品精度が良好でない墨や、両部品の組合せに
よる誤差が生じる。このように従来の外径基準による位
置決めでは良好な溶接品質な得るのに手間取ることにな
る。本発明はこのような不具合を解決した自動溶接装置
を提供することを目的とする。

本発明による自動溶接装置を」・１図及び′Ａ−２図と
共に説明する。被溶接部拐壮の溶接線を、に対応する溶
接処理軌跡を記憶した溶接ロボット１１によりその溶接
処理軌跡に沿って溶接作模を自動的に行い、位置決め手
段１２により、被溶接部材１０をその溶接線孔　と上記
溶接処理軌跡とが一致するよう位置決めするものであっ
て、被溶接部材扛は位置決め噛合部１３を形成された溶
接処理部材１４を仮付けし、位置決め手段１２は昇降台
１５に載置した被溶接部材１０を所定の心接作秦高さに
保持するりフタ−１６と昇降台１５上の水平レール１７
に沿ってスライダ１８を水平作動させる水平作動手段１
９と位置決め噛合部１３に基準噛合部２０が対向可能な
ようにスライダ１８に支持される基準位置決め部材２１
と被溶接部材１０を弾性体２２を介し基準位置決め部材
２１側に押圧するワーク抑圧手段２３とで形成され、上
記基準位置決め部材２１０基準噛合部２０に被溶接部材
１０側の位置決め噛合部１３を噛合わせることにより被
溶接部材１０の位置決めを行なうものである。

本発明による自動溶接装置は、被溶接部材１０に仮付け
された後溶接される溶接処理部材１４土に位置決め噛合
部１３を形成しておき、ワーク抑圧手段２３　により被
溶接部材１０を押圧することにより、基檗噛合部２０に
位置決め噛合部１３を噛合わせ、被溶接部材の溶接線と
溶接ロボット１１の記憶した溶接処理軌跡とな一致させ
る位置決めを行うことができる。

オ・３図には本発明の一実殉例としての自動溶接装置を
示した。この自動溶接装置はコンピュータ制御によるい
わゆる溶接ロボット６０と被溶接部材としてのアクスル
ハウジング（以後単にハウジングと記す）６１をＩＭｆ
ｔｉｔ決めする位置決め装置６２とで形成される。位置
決め装置６２は一対のワーククラップ及び反転装置（以
後単にクランプ装置と記す）３３．３４、ワーク位置決
め及びうも当て金装置（以後単に位置決め当て金装置と
記す）６５、ワーク位置決め／フト及びリフター装置６
６（以後単に位置決めリフター装置と記す）より構成さ
れる。

５− 各クランプ装置３３．３４は基台６７上に固定され、ワ
ーク受はローラ６８、突当ストッパ３９、押え金具４０
　、ワーク回転用シリンダ４１、ワーククランプ用シリ
ンダ４２及びスプリング４６を介しクランプ用シリンダ
４２に取付けられる面板４４より形成される（１・７図
参照）。左右の各面板４０．４０はノ・クランプ３１の
長さより大きな間隔を隔てて対向配置され、この両面板
はワーククランプ用シリンダ４２により互いが接離する
方向に作動できる。ワーククランプ用シリンダ４２はそ
の基端な回転軸４５に連結しており、この軸を介し支持
枠４６に枢支される。

回転用１４５はワーク回転用シリンダ４１に連結され、
これにより１８０度回転を正、逆交互に行なう。なお左
右のクランプ装置は同様に構成され、両ワーク回転用シ
リンダ４１及び両ワーククランプ用シリンダ４２はワー
クとしてのハウジング６１の端部を押圧し、あるいは挾
持すると共に回転可能である。

位置決めリフター装置６６は垂直レール４７に案内され
る昇降台４８を所定量上下させるリフターシリンダ４９
、昇降台４８の上面より突出する足枠５０上のワ６− −り台５１、複数本の足枠５０間に配設される補助台５
２　を所定量荷降させるバッキング昇降シリンダ５６、
補助台５２」二に水平方向に向けて取付けられる水平レ
ール５４、この水平レールに摺動自在に取付けられたス
ライダ５５を水平作動さぜるシフトノリンダ５６．５７
より構成される。昇降台４８及び水平レール５４は共に
その長手方向を一対のクラップ装ｆ〜：３６．３４の対
向方向と一致させており、ワーク台５１上面に取付けら
れた複数個のポールキャスタ６５、−１：にハウジング
３１を載置した場合、ハウジング３１の両端部を−％ｊ
のクランプ装置３３．３４の水平中心線ｅ１　と平行な
方向に対向配置できろ（１・４図参照）。位置決め当て
金装置３５はスライダ５５に数例けられた回１１９にシ
リンダ５８、回転シリンダ５８により１８０度の正転、
逆転を繰返す位置決め基準支持台（以後単に基準台と記
す）５９、基準台５９上に突設される基準位置決め部材
６０、基準台５９上より上向（（仰る縦スプリング６１
と基準台５９の腹部より水平方向に仰る７１′ｆ＋’ｉ
、スプリング６２とにより支持された水冷銅バッキング
（以後単にバッキングと記す）６ろとより形成される。

バッキング６３はこれに代えセラミック製バンキングや
その他の素材を用いて形成してもよい。基準位置決め部
材６０はその上端に基準噛合部としての凸部６４を左り
ランプ装Ｗろ６に向は曲設している。なお、１！：！１
１１４ｒ（シリンダ５８の１８０度回転により、凸部６
４は右クランプ装置６４に向は切換配置される。この場
合、召・６図に示すように、基準台５９の下部には一体
的にカム６８が取付けられ、このカムはスライダ５５に
支持される一対のストッパ６７．６７に当接することに
より１０００回転の位置決めを行ン７っている。凸部６
４の下側で基準位置決め部材６［１に遊嵌１″るパツキ
ンクロロは縦、横スプリ／グ６１．６２により弾性的に
支持されており、これにより所定範囲内で上下、左右、
傾斜作動を弾性復帰可能に行なうことができる。なお、
ワーク台５１上にはハクランプ３１の外面に当接する接
片６６１を備えたワーク押え６６が一対配設され（１１
４図参照）、これによりハクランプな押え、かつ、アー
スできる。

このような自動ｍ接装置の作動な説明する。ます、被溶
接部材どしての・・ウジノブ３１は矛４図に２　＋（：
鎖線で示すように、一対のメンバ３１１．　３１１と両
メンバの中間膨出部に挾まれる各三角板３１２゜６１２
とが互いに仮付された状態で供給される。なお、三角板
３１２はハウジング６１の中央穴６１３との対向縁に、
凸部６４と嵌合可能な位置決め噛合部としての凹部６１
４を形成される。このようなハウジングを挾む両面板４
４は）１ウジング長さより大きく離れて保持されており
、図示しない搬送手段により送り込まれたハウジング６
１は一対のクランプ装置の両ワーク受はローラ６８及び
突当ストッパ６９により所定位置（２・６図に２点鎖線
で示す位置）に載置される。次にリフターンリンダ４９
が昇降台４８を上昇作動させると、この昇降台と一体作
動するワーク台５１上の各ポールキャスク６５が−・ウ
ジノブ３１　の重量を支えることになり、牙４図に示す
状態を呈する。この場合、ノ・クランプ３１はワーク受
はローラ６８より離れ、はぼ一対のクランプ装置５６．
３４の水平中心線ｅ１　にハウジング３１の中心が一致
するような位置に保持される。この時・・ウ９− リンダ６１の中央穴６１ろには基準位置決め部材６０が
突入している。以後の作動をＪ−５図と共に説明する。

λ・５図（ａ）は矛４図中のハウジング６１および基準
位置決め部材６０を示しており、この時ハウジング６１
は両面板４４と所定間隙を介し離れている。

この後シフトノリンダ５６，５７ｖｒよりホームボジシ
ョノにあたったスライダ５５　（１−３図に示した）は
左方向に設定量作動し、基準位置決め部材６０の凸部６
４を基準位置に保持する。この基準位置は以後の溶接時
の長手方向基準となる（１・５図（Ｄ）参照）。次に左
クランプ装置３６が働き面板４４は右方向に移動する。

この時面板４４はハクランプ６１の端部に当接後、更に
右方向へハウジングを移動させ、４・５図（Ｃ）に示す
ように三角板６１２の凹部３１４を凸部６４Ｖｃ弾性的
に押付け、噛合せる。これによりハウジング６１は凸部
６４ＶＣ密着し、位置決めされる。この場合、ハウジン
グ６１は各メンバ３１１と三角板６１２との組合せ後の
軸芯や三角板頂点間距離りにはバラツキがあるが、面板
４４がスプリング４３に支持されていることにより、こ
れらの誤差１０− を全て吸収し、凸部６４と四部３１４の密着を計ること
ができる。しかも、ハウジング６１がポールキャスタ６
５（（自重を支えられていることより非常に動き易い状
態（であり、このような密着のための作動はワーククラ
ンプ用シリンダ４２の押圧力のみで十分性なわれる。こ
の後ワーク台５１上の一対のワーク押え６６．６６が作
動し、接片６６１がハウジング３１゛を押えると共にハ
ウジング３１をアースする。

次に、バッキング昇降シリンダ５６を作動させる。

これにより補助台５２は足枠５０間で所定量上昇する。

これにより基準台５９及びその上のバッキング６６が上
昇し、バッキングの上面は三角板３１２とメノバ６１１
との接合部である溶接線をＬＫＴ仙より当接する。この
時バンキング６６は縦、横スプリング６１．６２により
支持されていることより弾性的に三角板６１２に圧接し
、これにより各ハウジング６１の板厚や組合せ誤差を吸
収でき、十分な溶接品質の確保ができる。以上の位置決
めによりハウジング６１の溶接線孔　は前以って溶接ロ
ボン）３０が記憶している溶接処理軌跡と同一位置に保
持される。

この後溶接ロボット６０の作動が開始され、これにより
自動的に順次溶接線ＷＬ　にはこれを外れることなくア
ーク溶接処理がなされる。これにより左側の三角板６１
２の溶接が完了するとバッキング昇降シリンダ５３を作
動させ、補助台５２を下位置に戻す。同時にワーク押え
６６、ワーククラップ用シリ／ダ４２が作動し、接片６
６１１面板４４が元の位置て戻る。更に、基準台５９も
ンフト７す／ダ５６，５７の作動により元のホームボジ
ンヨノに戻り、続いて回転シリンダ５８も作動する。こ
れにより基準台５９　は１８００回転し基準位置決め部
材６０上の凸部６４　を右クランプ装置６４ニ向ける（
牙５図（ｄ）参照）。この場合基準台５９は牙６図に示
すように、スライダ５５上に取付けられた一対のストッ
パ６７゜６７　により回転量を規制され、定位置に保持
される。この後シフトノリンダ５６，５７が作動しスラ
イダ５５を右方向に移動させる（１・５図（ｅ）参照）
。

これにより、基準位置決め部材６０は凸部６４ヤ柚準位
置に保持する。この俊才５図（ｂ）、（Ｃ）で説明した
と同様の作動が行なわれ（矛５図（ｆ）参照）、右側の
溶接線ｗｒ＝　もアーク溶接処理され、Ｎ１５図（ａ）
の状態にスライダ５５が戻り、四に、リフターシリンダ
４９が作動し昇降台４８を下位置（周・６図に実線で示
す位置）Ｋ戻す。下降完了確認後、両クラップ装置ｉｉ
７３３　、　３４の両押え金具４０が働き、ハウジング
３１の両端の丸断面部すをクランプする。次にワーク回
転用シリンダ４１が作Ｗｒ　Ｌ、、ハウジング６１を１
８０度回転させる。この俊才５図（ａ）より牙５図（ｆ
）までに示したと同様の順序でハウジング６１の反対面
の一対の三角板６１２が各溶接線ＷＬ　に沿って溶接さ
れる。以上の作動により、ハウジング６１の表裏、右左
の４個所の溶接線ＷＬ　をアーク溶接処理できる。

以上の溶接工程では溶接処理のみロボットが自動的に行
ない、その他の各工程はその都度目視により確認し、順
次、次の工程の処理作動に入るという方式で行なうか、
あるいは、あらかじめ設定したプログラムに従い全工程
をコントローラにより全自動制御してもよい。

上述の処において被溶接部材としてハウジング１３− ３１　を説明したが５これに限定されるものではなく、
被溶接部材と溶接処理部材とを仮付は後、溶接線ＷＬ　
Ｋ沿って溶接する部材であれば同様に本装置を利用でき
る。切に、溶接線ＷＬ　が被溶接部材の中央穴３１３を
介し左右に配備されているハウジング６１の溶接工程を
説明したが、単に一個所にのみ溶接線孔　を形成された
部分の溶接にも本装置を適用でき、この場合、回転シリ
ンダ５８、一方のクランプ装置３３，３４、ワーク回転
用シリンダ４１　等を除去できる。

本発明による自動溶接装置は、被溶接部材の溶接線孔　
を溶接ロボット６０の記憶した溶接処理軌跡に一致させ
るという位置合せを、溶接処理部材としての三角板３１
２囮を基準として行なうものである。これに対し従来方
式では位置合せを外径基準とし、で行なうため、各部品
の寸法誤差、組付は時の芯ずれ等を含み易く、位置決め
精度が低かった。しかし、本装置では基準位置決め部材
６０の凸部６４に噛合う凹部６１４を三角板３１２に形
成したため、ハウジング側の各部品の寸法誤差による悪
影響　１４− を受けず、たとえ三角板仮付時の回転方向誤差や長手方
向誤差を生じても、三角板基準で位置決めしているため
その外周縁の溶接線ＷＬ　が位置ずれを含む率が少なく
、精度よい位置決めが行なわれ、溶接品質を向上できる
。更に、従来の専用自動溶接装置の場合、対象ワークの
大きさ、板厚が異なる場合、全て段どり作業を行なう必
要があり、時間を要していた。これに対し本装置の場合
、基準位置決め部材」−の噛合部としての凸部６４を決
定しておき、この凸部に噛合う溶接処理部側としての三
角板６１２に凹部６１４を形成しておけば、所定範囲内
で破溶接部材側（例えば）・ウジング）の全体形状、全
長、板厚、外径違いがあっても共流しができる。この場
合、溶接ロボン）３０への溶接条件の入力はプログラム
選択だけの段どり作業で済み、入力をそれぞれ変えれば
多種少量生産に対して有効である。

【図面の簡単な説明】

ｊ−１図は本発明の構成な明示する正面図、珂・２図は
矛１図の平面図、１・６図は本発明の一実殉例としての
自動溶接装置の概略正面図、２・４図は牙６図の概略平
面図、坩・５図は牙６図の自動溶接袋Ｍによる溶接工程
を説明する図、周・６図はλ・６図の自動溶接装置に用
いる基準台の平面図、周・７図は牙６図中のクランプ装
置の拡大正面図、牙８図は従来の自動溶接装置の概略要
部斜視図？それぞれ示している。 １０．３１・・・被溶接部材、１１．３０・・・溶接ロ
ボツト、１２．３２・・・位置決め装置、１３　、３１
４・・・位置決め噛合部、１４　、５１２・・・溶接処
理部材、１５．４８・・・昇降台、１６．４９・・・リ
フター、１７．５４・・・水平レール、１８．５５・・
・スライダ、１９．５６・・・水平作動手段、２０．６
４・・・基準噛合部、２１．６０・・・基準位置決め部
材、２２．４３・・・弾性体、２３．３３・・・クラン
プ装置、孔・・・溶接線 竿１．っ　□　。 ＝＝＝＝＝＝＝コ ＡＯ【 口＝＝＝＝＝＝コ　口＝＝＝＝＝＝コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　被溶接部材の溶接線に対応する溶接処理軌跡を記
   憶し、その溶接処理軌跡に沿って溶接作業を自動的に行
   なう溶接ロボットと、上記被溶接部材をその溶接線と上
   記溶接処理軌跡とが一致するよう位置決めする位置決め
   手段とを有し、上記被溶接部材には位置決め噛合部を形
   成された溶接処理部材を仮付けし、上記位置決め手段は
   昇降台に載置した上記被溶接部材を所定の溶接作業高さ
   に保持するりフタ−と、上記昇降台上の水平レールに沿
   ってスライダを水平作動させる水平作動手段と、上記位
   置決め噛合部に基準噛合部が対向可能なように上記スラ
   イダに支持される基準位置決め部材と、上記被溶接部材
   を弾性体を介し基準位置決め部材側に押圧するワーク抑
   圧手段とで形成され、上記基準位置決め部材の基準噛合
   部に被溶接部材側の位置決め噛合部を噛合わせることに
   より初溶接部材の位置決めを行なう自動溶接装置。 ２、上記基準噛合部は対向方向を１８０度切換可能なよ
   うに上記スライダに支持された水平回転手段の水平回転
   台に固着され、上記ワーク抑圧手段は中央の上記基準噛
   合部に対し左右に一対配設されることを特徴とする特許
   請求の範囲１７１項記載の自動溶接装置。