WO2006001145A1 - アーク溶接ロボット - Google Patents

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WO2006001145A1
WO2006001145A1 PCT/JP2005/009368 JP2005009368W WO2006001145A1 WO 2006001145 A1 WO2006001145 A1 WO 2006001145A1 JP 2005009368 W JP2005009368 W JP 2005009368W WO 2006001145 A1 WO2006001145 A1 WO 2006001145A1
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wire
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Wataru Takahashi
Yasushi Mukai
Kazunori Matsumoto
Toshiyuki Mishima
Takashi Nagai
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/32Accessories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements

Definitions

  • the present invention relates to an arc welding robot.
  • FIG. 3 shows an overall configuration diagram of the conventional arc welding robot.
  • the robot body 101 is connected to the robot controller 102 via a robot driving power cable 102a for driving and a robot control cable 102b for performing position control.
  • the robot controller 102 is also connected to a welding power source 103 by an interface cable (not shown). Furthermore, the robot controller 102 and the welding power source 103 are connected to the casing and are integrated.
  • the robot body 101 is provided with a welding torch 104 and a wire feeding device unit 105 for feeding a welding wire to the welding torch 104.
  • FIG. 4 is a detailed explanatory view in the vicinity of the wire feeder unit 105.
  • a welding control cable 103a is connected between the robot main body 101 and the welding power source 103, and a wire feeder motor 105a is driven inside the welding control cable 103a.
  • Power cap 105b and gas valve 105c control cap for gas valve 105d and voltage feedback cable 105e are also included.
  • a feeder sensor cable 103b for stabilizing the wire feeding amount is connected to the wire feeder encoder 105f. Monitor the wire feed speed.
  • the gas required for welding is from a gas cylinder 106 to a gas flow rate regulator 107, a gas hose 1
  • the gas is supplied to the welding torch 104 through the gas hose 105g and the gas valve 105c of the wire feeder 105.
  • Non-Patent Document 1 Hayashi Hayashi, “Development of a Full Digital Welding Power Supply Integrated Robot”, Journal of the Japan Welding Association “Welding Technology”, No. 51, No. 1, page 72 (2003)
  • the robot body 101 when welding a welding member that greatly exceeds the operation range of the robot body 101, the robot body 101 is mounted on a shift device (not shown) that moves left and right. It is necessary to extend the bot driving power cable 102a and the robot control cable 102b between the robot body 101 and the robot controller 102.
  • the welding control cable 103a, the feeding device sensor cable 103b, and the gas hose 108 also need to be extended separately.
  • an object of the present invention is to provide an arc welding robot with improved workability on site.
  • a robot provided with a welding torch and a wire feeding device for feeding a welding wire to the welding torch, and provided with a sensor and a driving motor.
  • a main body and a robot controller for controlling the robot main body, the wire feeding device section and a welding power source for controlling the welding power are arranged inside the robot controller, and the robot controller and the robot main body have a robot main body driving power.
  • a cable for robot control and a cable for robot control, and a cable for the feeding device sensor A control cable for a gas valve such as a shield gas supplied to the welding torch and a voltage feedback cable for welding are put in the robot body driving power cable.
  • a sensor cable a gas sensor control cable such as a shielding gas supplied to the welding torch, and a welding voltage feedback cable are inserted into the sensor cable.
  • the robot body drive power cable connecting the robot body and the robot controller, the welding control cable connecting the welding power source and the robot body, and the wire feeder encoder are connected.
  • the built-in cable for the wire feeding device sensor can reduce the number of cables to be connected, improve the installation workability when deploying the system in the field, and further reduce the cost. It can be reduced.
  • a flexible system can be realized between the robot body and the robot controller with two cables, the robot drive power cable and the robot control cable, and can be installed on site. It has a great effect of reducing work man-hours and costs.
  • FIG. 1A is an overall configuration diagram of an arc welding robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is an overall configuration diagram of another embodiment of an arc welding robot according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a wire feeding unit in the embodiment of the arc welding robot of the present invention.
  • FIG. 1A 1 is the robot body
  • 2 is the robot controller
  • 2a is the robot body drive power cable
  • 2b is the robot control cable
  • 3 is the welding power supply
  • 4 is the welding torch
  • 5 is the wire feeder unit
  • 6 Is a gas hose
  • 7 is a gas flow regulator
  • 8 is a gas cylinder.
  • Fig. 2 is an explanatory view of the vicinity of the wire feeder unit 5.
  • 5a is a motor for the wire feeder
  • 5b is an encoder for the wire feeder
  • 5c is a gas valve
  • 5d is a gas hose
  • 5e is Wire feeder drive power cable
  • 5f is a gas valve control cable
  • 5g is a voltage feedback cable.
  • a welding torch 4 and a wire feeder 5 are attached to the robot body 1.
  • Gas necessary for welding is supplied from the gas cylinder 8 to the welding torch 4 through the gas flow rate regulator 7, the gas hose 6, the hose (not shown) inside the robot body 1, the gas hose 5d, and the gas valve 5c.
  • the welding power source 3 and the wire feeder encoder 5b are connected by the feeder sensor cable 3b and the feeding speed is monitored to stabilize the wire feeding amount.
  • the wire feeder driving power cable 5e of the wire feeder motor 5a, the gas valve control cable 5f of the gas valve 5c, and the voltage feedback cable 5g are connected to the welding power source 3.
  • the robot controller 2 is connected to a robot drive power cable 2a for driving the robot body 1 by a robot control cable 2b for performing position control, and is also connected to a welding power source 3 therein.
  • the robot body drive power cable 2a includes a wire feeder drive power cable 5e, a gas valve control cable 5f, a voltage feedback cable 5g, a feeder sensor cable 3b, and a welding control cable 3a. I am letting.
  • the robot main body 1 has the gas hose 6 and the welding power source 3 drawn out from the gas flow regulator 7 attached to the welding torch 4, the wire feeder 5 and the gas cylinder 8. Attach and connect the robot body drive power cable 2a and the robot control cable 2b drawn from the robot controller 2.
  • the robot body 1 When the robot body 1 is mounted on a shift device (not shown), the robot body drive power supply cable 2a between the robot body 1 and the robot controller 2 and the robot control for the work at the time of installation. This can be done by simply extending the cable 2b and gas hose 6. [0031] As described above, it is possible to reduce on-site installation man-hours and costs without separately extending the welding control cable 3a and the wire feeder sensor cable 3b necessary for welding.
  • Fig. 1B connect the sensor cable 2c to the robot body 1 and the robot controller 2, and connect the wire feeder sensor cable 3b and the gas valve control cable 5 ⁇ voltage feedback cable 5g to the robot body.
  • the sensor cable 2c may be used.
  • the sensor cable 2c may be inserted into the robot body drive power cable 2a.
  • wire feeder sensor cable 3b, the gas valve control cable 5f, and the voltage feedback cable 5g may be distributed in the robot body drive power cable 2a and the sensor cable 2c!
  • the arc welding robot of the present invention can provide a flexible system that can cope with a variety of small-quantity production according to various customer needs, and further can reduce the number of installation work steps and costs on site. Industrially useful.

Abstract

 アーク溶接ロボットのロボット本体とロボットコントローラを接続しているロボット本体駆動電力用ケーブルへ、溶接電源とロボット本体を接続している溶接用制御ケーブルと、ワイヤ送給装置用エンコーダに接続しているワイヤ送給装置センサー用ケーブルを内蔵することにより、接続するケーブル本数を省線化することができ、現場でのシステム展開時の設置作業性を向上することができ、さらにコストを削減できるものである。

Description

アーク溶接ロボット
技術分野
[0001] 本発明はアーク溶接ロボットに関するものである。
背景技術
[0002] 近年自動車業界を中心に、溶接現場では ISO等の品質規格への対応の重要性が 増し、高品質溶接への要求が高まる一方で、顧客ニーズの多様ィ匕による多品種少量 生産に対応できるフレキシブルな溶接システムが要求されている。
[0003] このような溶接品質向上を図るために、 30Aから 350Aと低電流から高電流域まで 幅広く安定した溶接が可能な溶接電源の開発と、低電流域で溶接の安定性を増す ためにエンコーダ付きワイヤ送給装置を採用、さらにロボットコントローラと溶接電源 を一体型とし設置面積を大幅に削減することでスピーディな設置 'システム立ち上げ が行われるようになり、フレキシブルにシステム展開が可能となってきている(例えば 非特許文献 1参照)。
[0004] 図 3は、上記従来のアーク溶接ロボットの全体構成図を示している。
[0005] 図 3において、ロボット本体 101は、駆動するためのロボット駆動電力用ケーブル 10 2a及び位置制御を行うロボット制御用ケーブル 102bでロボットコントローラ 102と接 続している。
[0006] また、このロボットコントローラ 102は、インタフェースケーブル(図示せず)により溶 接電源 103とも接続している。さらにロボットコントローラ 102と溶接電源 103は筐体 接続され一体型形状として!ヽる。
[0007] このロボット本体 101には、溶接トーチ 104と、この溶接トーチ 104へ溶接ワイヤを 送給するためのワイヤ送給装置部 105を取付けている。
[0008] 図 4はこのワイヤ送給装置部 105近傍の詳細説明図である。
[0009] そして、ロボット本体 101と溶接電源 103の間は、溶接用制御ケーブル 103aを接 続していて、この溶接用制御ケーブル 103aの内部には、ワイヤ送給装置用モータ 1 05aを駆動する電力用ケーブル 105bとガスバルブ 105cのガスバルブ用制御ケープ ル 105dと電圧フィードバックケーブル 105eも入れている。
[0010] また、ワイヤ送給装置部 105と溶接電源 103との間には、ワイヤ送給量の安定化を 図るための送給装置センサー用ケーブル 103bをワイヤ送給装置用エンコーダ 105f に接続してワイヤ送給速度を監視して 、る。
[0011] また、溶接に必要なガスは、ガスボンベ 106からガス流量調整器 107、ガスホース 1
08、ロボット本体 101内部のホース(図示せず)を経由して、ワイヤ送給装置 105のガ スホース 105g、ガスバルブ 105cを通り溶接トーチ 104へ供給している。
非特許文献 1:林琢治、「フルデジタル溶接電源一体型ロボットの開発」、社団法人日 本溶接協会誌「溶接技術」第 51卷第 1号 72頁 (2003年)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] し力しながら、上記従来の構成では、例えばロボット本体 101の動作範囲を大きく 超えるような溶接部材を溶接する際、ロボット本体 101を左右に移動するシフト装置( 図示せず)に搭載する必要があり、ロボット本体 101とロボットコントローラ 102間の口 ボット駆動電力用ケーブル 102aとロボット制御用ケーブル 102bを延長する必要があ る。
[0013] これにくわえて溶接用制御ケーブル 103aと送給装置センサー用ケーブル 103b、 及びガスホース 108も別途延長する必要があり、フレキシブルなシステム展開を行う 際、多大な作業工数とコストがかかり、現場での作業品質を悪くしていた。
[0014] 本発明は、上記従来の課題に鑑み、現場での作業性を向上したアーク溶接ロボット を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0015] 上記目的を達成するために本発明のアーク溶接ロボットでは、溶接トーチと前記溶 接トーチに溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置部を取付け、センサーと駆動用電 動機を設けたロボット本体と、前記ロボット本体を制御するロボットコントローラを備え 、前記ワイヤ送給装置部及び溶接電力を制御する溶接電源を前記ロボットコントロー ラ内部に配置し、前記ロボットコントローラと前記ロボット本体にロボット本体駆動電力 用ケーブルとロボット制御用ケーブルを接続し、前記送給装置センサー用ケーブルと 前記溶接トーチへ供給するシールドガス等のガスバルブ用制御ケーブルと溶接の電 圧フィードバックケーブルを前記ロボット本体駆動電力用ケーブルに入れたものであ る。
[0016] または、センサー用ケーブルに、送給装置センサー用ケーブルと溶接トーチへ供 給するシールドガス等のガスノ レブ用制御ケーブルと溶接の電圧フィードバックケー ブルを入れたものである。
[0017] このように、ロボット本体とロボットコントローラを接続しているロボット本体駆動電力 用ケーブルへ、溶接電源とロボット本体を接続している溶接用制御ケーブルと、ワイ ャ送給装置用エンコーダに接続しているワイヤ送給装置センサー用ケーブルを内蔵 することにより、接続するケーブル本数を省線化することができ、現場でのシステム展 開時の設置作業性を向上することができ、さらにコストを削減できるものである。 発明の効果
[0018] 以上のように本発明によると、ロボット本体とロボットコントローラ間に、ロボット駆動 電力用ケーブルとロボット制御用ケーブルの 2本のケーブルでフレキシブルなシステ ムを実現でき、また、現場での設置作業工数とコストを削減することができるという多 大な効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1A]本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態における全体構成図
[図 1B]本発明のアーク溶接ロボットの他の実施の形態における全体構成図
[図 2]本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態におけるワイヤ送給装置部の説明図
[図 3]従来のアーク溶接ロボットの全体構成図
[図 4]従来のアーク溶接ロボットのワイヤ送給装置部の説明図
発明を実施するための最良の形態
[0020] (実施の形態)
以下、本発明の実施の形態について、図 1A、図 2を用いて説明する。 図 1 Aにおいて、 1はロボット本体、 2はロボットコントローラ、 2aはロボット本体駆動 電源用ケーブル、 2bはロボット制御用ケーブル、 3は溶接電源、 4は溶接トーチ、 5は ワイヤ送給装置部、 6はガスホース、 7はガス流量調整器、 8はガスボンベである。 [0021] 図 2はワイヤ送給装置部 5近傍の説明図で、図 2において、 5aはワイヤ送給装置用 モータ、 5bはワイヤ送給装置用エンコーダ、 5cはガスバルブ、 5dはガスホース、 5e はワイヤ送給装置駆動電力用ケーブル、 5fはガスバルブ用制御ケーブル、 5gは電 圧フィードバックケーブルである。
[0022] ロボット本体 1に溶接トーチ 4とワイヤ送給装置部 5を取付けて 、る。
[0023] 溶接に必要なガスは、ガスボンベ 8からガス流量調整器 7、ガスホース 6、ロボット本 体 1内部のホース(図示せず)、ガスホース 5d、ガスバルブ 5cを通して溶接トーチ 4へ 供給する。
[0024] 溶接電源 3とワイヤ送給装置用エンコーダ 5bを送給装置センサー用ケーブル 3bで 接続して送給速度監視を行うことでワイヤ送給量の安定ィ匕を図る。
[0025] ワイヤ送給装置用モータ 5aのワイヤ送給装置駆動電力用ケーブル 5eとガスバルブ 5cのガスバルブ用制御ケーブル 5fと電圧フィードバックケーブル 5gは、溶接電源 3 に接続している。
[0026] ロボットコントローラ 2はロボット本体 1の駆動用にロボット駆動電力用ケーブル 2aと 位置制御を行うロボット制御用ケーブル 2bで接続しており、その内部で溶接電源 3と も接続している。
[0027] ロボット本体駆動電源用ケーブル 2aには、ワイヤ送給装置駆動電力用ケーブル 5e とガスバルブ用制御ケーブル 5fと電圧フィードバックケーブル 5gと送給装置センサ 一用ケーブル 3bと溶接制御用ケーブル 3aを内蔵させている。
[0028] そして、設置時には、ロボット本体 1に溶接トーチ 4とワイヤ送給装置部 5とガスボン ベ 8に取付けられたガス流量調整器 7から引き出されたガスホース 6と溶接電源 3を内 蔵させたロボットコントローラ 2から引き出されたロボット本体駆動電源用ケーブル 2aと ロボット制御用ケーブル 2bを取付け接続する。
[0029] 以上のように溶接に必要な溶接制御用ケーブル 3aとワイヤ送給装置センサー用ケ 一ブル 3bを別途接続することなぐ現場での設置作業工数を削減することができる。
[0030] また、ロボット本体 1をシフト装置(図示せず)に搭載する場合には、前記設置時の 作業に対しロボット本体 1とロボットコントローラ 2間のロボット本体駆動電源用ケープ ル 2aとロボット制御用ケーブル 2bとガスホース 6を延長するのみで対応できる。 [0031] 以上のように溶接に必要な溶接制御用ケーブル 3aとワイヤ送給装置センサー用ケ 一ブル 3bを別途延長することなぐ現場での設置作業工数とコストを削減することが できる。
[0032] なお、図 1Bのように、ロボット本体 1とロボットコントローラ 2にセンサー用ケーブル 2 cを接続し、ワイヤ送給装置センサー用ケーブル 3bとガスバルブ用制御ケーブル 5^ 電圧フィードバックケーブル 5gをロボット本体駆動電源用ケーブル 2aの代わりにセン サー用ケーブル 2cに入れてもよい。
[0033] また、ロボット本体駆動電力用ケーブル 2aにセンサー用ケーブル 2cを入れてもよい
[0034] さらに、ワイヤ送給装置センサー用ケーブル 3bとガスバルブ用制御ケーブル 5fと電 圧フィードバックケーブル 5gをロボット本体駆動電力用ケーブル 2aとセンサー用ケー ブル 2cに分散して入れてもよ!、。
[0035] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。
本出願は、 2004年 6月 23日出願の日本特許出願 (特願 2004— 184734)に基づくも のであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
[0036] 本発明のアーク溶接ロボットは、顧客ニーズの多様ィ匕による多品種少量生産に対 応できるフレキシブルなシステムが図ることができ、さらに現場での設置作業工数とコ ストの削減が行えるので産業上有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 溶接トーチと、前記溶接トーチに溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置部、ヮ ィャ送給装置部はセンサーと駆動用電動機を有する、を設けたロボット本体と、 前記ロボット本体を制御するロボットコントローラと、
前記ロボットコントローラ内部に配置され、前記ワイヤ送給装置部及び溶接電 力を制御する溶接電源とを備え、
前記ロボットコントローラと前記ロボット本体の間にロボット本体駆動電力用ケ 一ブルとロボット制御用ケーブルを接続し、
前記ワイヤ送給装置部のセンサー用ケーブルと前記溶接トーチへ供給するシ 一ルドガス等のガスバルブ用制御ケーブルと溶接の電圧フィードバックケーブルを前 記ロボット本体駆動電力用ケーブルに入れたアーク溶接ロボット。
[2] 溶接トーチと、前記溶接トーチに溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置部、ヮ ィャ送給装置部はセンサーと駆動用電動機を有する、を設けたロボット本体と、 前記ロボット本体を制御するロボットコントローラと、
前記ロボットコントローラ内部に配置され、前記ワイヤ送給装置部及び溶接電 力を制御する溶接電源とを備え、
前記ロボットコントローラと前記ロボット本体の間にロボット本体駆動電力用ケ 一ブルとロボット制御用ケーブルとセンサー用ケーブルを接続し、
前記ワイヤ送給装置部のセンサー用ケーブルと溶接トーチへ供給するシール ドガス等のガスバルブ用制御ケーブルと溶接の電圧フィードバックケーブルを前記セ ンサー用ケーブルに入れたアーク溶接ロボット。
[3] 前記ロボット本体駆動電力用ケーブルに前記センサー用ケーブルを入れた請 求項 2記載のアーク溶接ロボット。
[4] 溶接トーチと、前記溶接トーチに溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置部、ヮ ィャ送給装置部はセンサーと駆動用電動機を有する、を設けたロボット本体と、 前記ロボット本体を制御するロボットコントローラと、
前記ロボットコントローラ内部に配置され、前記ワイヤ送給装置部及び溶接電 力を制御する溶接電源とを備え、 前記ロボットコントローラと前記ロボット本体の間にロボット本体駆動電力用ケ 一ブルとロボット制御用ケーブルとセンサー用ケーブルを接続し、
前記ワイヤ送給装置センサー用ケーブルと溶接トーチへ供給するシールドガ ス等のガスバルブ用制御ケーブルと溶接の電圧フィードバックケーブルを前記ロボッ ト本体駆動電力用ケーブルと前記センサー用ケーブルに分散して入れたアーク溶接
Π ッ卜。
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