WO2006006328A1

WO2006006328A1 - 溶接システム

Info

Publication number: WO2006006328A1
Application number: PCT/JP2005/010601
Authority: WO
Inventors: Kenji Iimura; Shusaku Yamasaki; Minoru Uehara; Katsura Oowaki
Original assignee: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-01-19
Also published as: JP2006026759A; TWI302491B; CN101014445A; TW200613087A; CN100469526C; EP1775066A1; EP1775066A4

Abstract

　材料位置決め装置３とこの材料位置決め装置３で位置決めされた材料Ｗ１、Ｗ３を溶接可能な溶接装置５とを備えた位置決め溶接モジュール７と、前記位置決め溶接モジュール７に供給する材料Ｗ１、Ｗ３をストックする材料モジュール１１と、前記位置決め溶接モジュールで７溶接された製品Ｗ５をストックする製品モジュール１５とを有する溶接システムである。

Description

明細書

溶接システム

技術分野

[0001] 本発明は、溶接システムに係り、特に、機能毎にモジュールィ匕された各モジュールを有機的に結合することによって構成されているものに関する。

背景技術

[0002] 従来の溶接システムとして、材料ストッカーにストックしてある板状の材料を枚葉で溶接装置に供給し、溶接後の製品を製品ストッカーにストックする構成のものが知られている。

[0003] また、従来のような溶接システムを製作するにあたっては、材料の形状、溶接箇所の形態、生産数等のユーザの要求に応じてその都度システムを設計し製作している

[0004] なお、前記従来の溶接装置に関連するものとして、たとえば特許文献 (特開 2002

239788号公報）に記載の溶接装置が知られている。

[0005] ところで、前記従来の溶接システムを構築するときは、個々のユーザの要求に応じて溶接システム全体をその都度設計し製作してヽるので、設計や製作に長ヽ時間を要し、個々のユーザの要求に柔軟に対応することができないという問題がある。

[0006] 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、材料を溶接した製品を製造する溶接システムにおいて、個々のユーザの要求に柔軟に対応することができる溶接システムを提供することを目的とする。

発明の開示

[0007] 本発明の第 1アスペクトに基づく発明は、材料を溶接して製品を生成する際に必要な各種機能を備えた装置や機器を、予め規格化されているフレームに組み込むことにより装置モジュールを形成し、前記製品を生成するための各種機能を有するモジユールが連結されることにより構成される溶接システムである。

[0008] 本発明の第 2アスペクトに基づく発明は、前記第 1のアスペクトに記載の溶接システムにお、て、前記フレームの内部に前記機能を備えた装置や機器が設けられて、ると共に、前記装置や機器の動作及び溶接加工時に作業員の安全を確保するための物理的障壁が、前記モジュールに設けられて、る溶接システムである。

[0009] 本発明の第 3アスペクトに基づく発明は、前記第 1のアスペクトまたは前記第 2のァスぺタトに記載の溶接システムにおいて、前記溶接システムは、複数のモジュールを備えて、ると共に、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールで共有の搬送系を備えて、る溶接システムである。

[0010] 本発明の第 4アスペクトに基づく発明は、前記第 1のアスペクトまたは前記第 2のァスぺタトに記載の溶接システムにおいて、前記溶接システムは、複数のモジュールを備えていると共に、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールが個別の搬送系を備えて、る溶接システムである。

[0011] 本発明の第 5アスペクトに基づく発明は、前記第 1のアスペクト〜前記第 4のァスぺタトのいずれかに記載の溶接システムにおいて、前記モジュールとして、材料位置決め装置と、この材料位置決め装置で位置決めされた材料を溶接可能な溶接装置とを備えた位置決め溶接モジュールと、前記位置決め溶接モジュールに供給する材料をストックする材料モジュールと、前記位置決め溶接モジュールで溶接された製品をストツクする製品モジュールとを有する溶接システムである。

[0012] 本発明の第 6アスペクトに基づく発明は、前記第 5のアスペクトに記載の溶接システムにおいて、前記モジュールとして、前記材料モジュールと前記位置決め溶接モジュールとの間に、前記位置決め溶接モジュールに供給される材料を検査する材料検査モジュールが設けられて、る溶接システムである。

[0013] 本発明の第 7アスペクトに基づく発明は、前記第 5のアスペクトまたは前記第 6のァスぺタトに記載の溶接システムにおいて、前記モジュールとして、前記位置決め溶接モジュールと前記製品モジュールとの間に、前記位置決め溶接モジュールで溶接された製品を検査する検査モジュールが設けられている溶接システムである。

[0014] 本発明の第 8アスペクトに基づく発明は、前記第 5のアスペクト〜前記第 7のァスぺタトのいずれかに記載の溶接システムにおいて、前記モジュールとして、前記各モジユールの間のうちのいずれかの間に、前記材料や前記製品を分岐する機能、または前記材料や前記製品を合流する機能を備えたトラバースモジュールが設けられている溶接システムである。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る溶接システムの概略構成を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、位置決め溶接モジュールの位置決め装置、溶接装置の概略構成を示す平面図である。

[図 3]図 3は、位置決め溶接モジュールの動作を説明する図である。

[図 4]図 4は、溶接システムで溶接する材料の形状を示す図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 2の実施形態に係る溶接システムの概略構成を示す斜視図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 3の実施形態に係る溶接システムの概略構成を示す平面図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 4の実施形態に係る溶接システムの概略構成を示す斜視図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 5の実施形態に係る溶接システムの概略構成を示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 本発明の実施形態に係る溶接システムは、材料を溶接して製品を生成する際に必要な各種機能を備えた装置や機器を、予め規格化されているフレームに組み込むことにより装置モジュールを形成し、前記製品を生成するための各種機能を有するモジユールが連結されて、る溶接システムである。

[0017] そして、前記モジュールは、前記材料や製品の仕様が変更になった場合、容易に交換することができるように構成されて、る。

[0018] また、前記フレームの内部に前記機能を備えた装置や機器が設けられていると共に、前記装置や機器の動作及び溶接加工時に作業員 (作業者)の安全を確保するための物理的障壁が、前記モジュールに設けられて、る。

[0019] また、前記溶接システムは、複数のモジュールを備えて、ると共に、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールで共有の搬送系を備えて、る。 [0020] なお、前記共有の搬送系に代えて、前記材料や製品を搬送するために前記各モジユールが個別の搬送系を備えている場合もある。

[0021] 以下に示す各実施形態で前記溶接システムにつ!/、て詳しく説明する。

[0022] [第 1の実施形態]

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る溶接システム 1の概略構成を示す斜視図である。

[0023] 溶接システム 1は、たとえば、ブランキングカ卩ェ等によって形が形成された板状の材料同士を互いに溶接することによって、製品を生産するシステムとして採用される。

[0024] 溶接システム 1は、前記モジュールとして、材料位置決め装置 3と、この材料位置決め装置 3で位置決めされた材料をたとえばレーザ光を用いて溶接可能な溶接装置 5 とを備えた位置決め溶接モジュール 7を備えて、る。

[0025] 前記材料位置決め装置 3や前記溶接装置 5は、フレーム 9内に設けられている。フレーム 9は、たとえば、外形が直方体や立方体形状に形成されていることにより規格化されている。またフレーム 9の各辺は、角型ノイブを互いに溶接やボルト等の締結具で締結することによって形成されて、る。

[0026] また、前記溶接システム 1には、前記位置決め溶接モジュール 7に供給する材料 W 1、 W3をストックする材料モジュール 11と、前記位置決め溶接モジュール 7で溶接された製品 W5をストックする製品モジュール 15とが設けられている。

[0027] 前記材料モジュール 11は、前記フレーム 9と同様に構成されたフレーム 13内に、材料をストックすることができるようになっており、また、前記製品モジュール 15は、前記フレーム 9と同様に構成されたフレーム 17内に製品をストックすることができるようになっている。なお、前記各フレーム 9、 13、 17の外形は、ほぼ同じ形態に形成されて、るが、必ずしも同じ形態である必要はな、。

[0028] 各モジュール 7、 11、 15が各フレーム（それぞれが互いに独立して存在しているフレーム） 9、 13、 17をベース【こして形成されて!ヽるので、前記各モジユーノレ 7、 11、 15 を設置して溶接システム 1を構成する場合、フレーム単位 (モジュール単位)で設置を行うことができる。

[0029] なお、前記材料モジュール 11、前記位置決め溶接モジュール 7、前記製品モジュール 15は、この順序で互いに隣接して並べて設けられている。なお、互いが隣接している各モジュール同士の相対的な位置関係を正確なものにするために、隣接している各モジュール同士が連結部材（図示せず)やボルト等の締結部材によって接続されていることが望ましい。

[0030] ここで、説明の便宜上、前記各モジュール 11、 7、 15が順に並べられている水平な長手方向を X軸方向とし、この X軸方向に直交する水平な方向を Y軸方向とし、上下方向を Z軸方向とする。

[0031] 前記溶接システム 1には、前記材料モジュール 11から前記位置決め溶接モジユール 7に材料 Wl、 W3を搬送するための材料搬送手段 19と、前記位置決め溶接モジユール 7から前記製品モジュール 15に製品 W5を搬送するための製品搬送手段 21とが設けられている。つまり、各モジュール間に搬送手段が設けられている。なお、前記各搬送手段 19、 21は、前記各モジュールを形成している各フレーム 9、 13、 17の内部に設置されている。

[0032] また、前記各モジュール 7、 11、 15には、前記各モジュール 7、 11、 15の内部と外部とを遮断するための物理的障壁（図示せず)が設けられている。前記物理的障壁は、たとえば、前記フレーム 9等を構成している角型パイプに板状の鋼板を貼り付けることによって構成されて、る。

[0033] 前記物理的障壁を設けることにより、溶接システム 1の作動時、作業員の安全を確保することができる。前記物理的障壁として、たとえば、高速で搬送されている材料や製品が前記フレームの外部に飛び出すことを防止するための障壁、前記フレームの内部に作業員が侵入することを防止するための障壁、また、溶接により発生するガスの拡散を防止するための障壁、レーザ溶接をする場合において、前記フレームの外部にレーザ光の反射光が漏れ出すことを防止するための障壁を考えることができる。

[0034] なお、前記物理的障壁には、保守や点検のときに前記物理的障壁内 (溶接システム 1内）に作業員が入るためのシャッターやドア等（図示せず）が設けられている。そして、インターロックにより、前記シャッターやドアが開いているときには、前記溶接システム 1が稼動しな、ようになって!/、る。

[0035] さらに、前記物理的障壁には、前記溶接システム 1の稼動時に、材料や製品の状態を観察するための窓（図示せず)が設けられている。

[0036] ここで、位置決め溶接モジュール 7について更に詳しく説明する。

[0037] 図 2は、位置決め溶接モジュール 7の位置決め装置 3、溶接装置 5の概略構成を示す平面図である。

[0038] 位置決め装置 3は、たとえば、略矩形状で板状の材料 W1を載置するためのテープル 23と、略矩形状で板状の材料 W3を載置するためのテーブル 25とを備えてヽる。

[0039] なお、前記テーブル 23の上面 (材料 W1を載置する面）と前記テーブル 25の上面（材料 W3を載置する面）とは同一平面上に位置しており、また、前記テーブル 23と前記テーブル 25とは、 Y軸方向に並んで設けられており、図示しないサーボモータ等のァクチユエータによって、互いが相対的に接近離反するように、 Y軸方向に移動自在になっている。

[0040] また、前記テーブル 23の端部（前記テーブル 25側の端部）力も僅かに離れたところには、前記材料 W1を位置決めするための複数の突き当て部材 (ピン） 27が設けられている。これらの各ピン 27は、材料 W1を位置決めする場合には、前記テーブル 23 上面から上方に突出している力各材料 Wl、 W3を互いに突き合わせて溶接する場合には、各材料 Wl、 W3やテーブル 23、 25と干渉しないように、シリンダ等のァクチユエータとリンク機構とにより、テーブル 23の下の位置（図 2に破線で示す位置）の退避できるようになつている。

[0041] 前記位置決め装置 3には、前記搬送手段 19によって前記材料モジュール 11から前記テーブル 23上に供給された材料 Wl (PS1の位置に供給された材料 W1)を、前記ピン 27に突き当てて前記材料 W1の Y軸方向の位置決めを行なうための押し付け装置 29が設けられている。この押し付け装置 29は、たとえば、シリンダ等のァクチュエータで、前記材料 W1を押すように構成されている。

[0042] また、前記位置決め装置 3には、前記材料 W1の X軸方向の位置決めを行なうための位置決め装置 31が設けられている。この位置決め装置 31は、シリンダ等のァクチユエータで駆動するリンク機構を用いて前記材料 W1を挟み込み、前記材料 W1を X 軸方向でセンタリングすることができるようになつている。そして、 Y軸方向および X軸方向の位置決めがされた材料 W1は、図 2に示す PS3の位置に存在することになる。 [0043] なお、前記位置決め装置 31において、前記 Y軸方向の位置決めを行なう場合と同様に、位置決めピンを設置し、材料 W1を一方の側に押し付け位置決めをしてもよい

[0044] また、前記テーブル 23には、前記テーブル 23が移動するときに、位置決めされた材料 W1の位置ずれを防止するための第 1のクランプ装置（図示せず）が設けられている。この第 1のクランプ装置は、たとえば、前記テーブル 23に埋め込まれた電磁マグネットにより、前記材料 W1を吸着することによって、前記材料 W1を固定するようになっている。

[0045] また、前記搬送手段 19によって供給された材料 W3を位置決めするために、前記テーブル 25にも、前記ピン 27と同様なピン 33、前記押し付け装置 29と同様な押し付け装置 35、前記位置決め装置 31と同様な位置決め装置 37、位置決めされた材料 W3をテーブル 25に固定するための第 2のクランプ装置（前記テーブル 23の第 1のクランプ装置と同様なクランプ装置)が設けられている。

[0046] さらに、前記各材料 Wl、 W3を互いに突き合わせて溶接する場合、前記各材料 W 1、 W3が溶接の熱によって変形することを防止するための第 3のクランプ装置（図示せず）と第 4のクランプ装置（図示せず）とが設けられて、る。

[0047] 前記第 3のクランプ装置は、シリンダ等のァクチユエータを用いて構成されて、る加圧装置を用い、溶接線の近傍で溶接線に沿って、材料 W1を上方向からテーブル 2 3に押し付け、テーブル 23に材料 W1を固定するようになっており、また、前記第 4のクランプ装置も、前記第 3のクランプ装置と同様に構成され、材料 W3を上方向からテ一ブル 25〖こ押し付け、テーブル 25に材料 W3を固定するようになっている。

[0048] 前記各材料 Wl、 W3を溶接するための溶接装置 5は、たとえばレーザ光を出射する溶接トーチ 39を備えており、この溶接トーチ 39は、サーボモータ等のァクチユエ一タにより、前記各材料 Wl、 W3の溶接線に沿って、たとえば X軸方向に直線的に移動し溶接を行なうようになってヽる。

[0049] ここで、位置決め溶接モジュール 7の動作について説明する。

[0050] 図 3は、位置決め溶接モジュール 7の動作を説明する図である。

[0051] 図 3 (a)は、初期状態において、前記搬送手段 19によって各材料 Wl、 W3が各テ一ブル 23、 25に載置された直後の状態を示している。前記初期状態では、テーブル 23とテープノレ 25とは互!/、に離れて! /、ると共に、各ピン 27、 33は、各テープノレ 23、 2 5の上面に突出している。

[0052] 図 3 (a)に示す状態から図 3 (b)に示す状態の間では、各材料 Wl、 W3の位置決めが行なわれ、前記第 1のクランプ装置によって材料 W1が固定され、前記第 2のクランプ装置によって材料 W3が固定される。

[0053] 図 3 (b)に示す状態から図 3 (c)に示す状態の間では、各ピン 27、 33が各テーブル 23、 25の下に引っ込む。

[0054] 図 3 (c)に示す状態から図 3 (d)に示す状態の間では、前記各テーブル 23、 25が互いに接近し、各材料 Wl、 W3が互いに突き合わされ、溶接線 L1が形成されると共に、前記第 3のクランプ装置によって材料 W1が固定され、前記第 4のクランプ装置によって材料 W3が固定される。

[0055] 図 3 (d)に示す状態と図 3 (a)に示す状態との間では、溶接トーチ 39が前記溶接線 L1に沿って移動しつつ材料 W1と材料 W3とを互いに溶接し、製品 W5が形成される。続いて、前記第 1のクランプ装置〜前記第 4のクランプ装置によるクランプを解除し、前記製品 W5が前記搬送手段 21によって搬出され、前記溶接トーチ 39が溶接開始前の位置に戻り、前記各テーブル 23、 25が互いに離れ、前記各ピン 27、 33が各テーブル 23、 25の上面に突出し、前記初期状態になる。そして、次の材料がテープル 23、 25に載置され、同様な動作が繰し行なわれる。

[0056] 次に、前記材料モジュール 11、前記製品モジュール 15について説明する（図 1参照)。

[0057] 材料モジュール 11のフレーム 13内には、重なった状態の複数枚の材料 W1を載置するパレット P1と、重なった状態の複数枚の材料 W3を載置するパレット P3とが設置されている。前記各パレット Pl、 P3は、 Y軸方向において、互いに離れた位置に設置されており、したがって、前記各材料 Wl、 W3も、 Y軸方向で互いに離れた位置で、前記材料モジュール 11内に格納される。

[0058] 製品モジュール 15のフレーム 17内には、重なった状態の複数枚の製品 W5を載置して!/、るパレット P5が設置されて!、る。 [0059] 次に、図 1を参照して、搬送手段 19について詳しく説明する。

[0060] 搬送手段 19は、材料モジュール 11内の材料 W1や材料 W3をー且 Z軸上方向に持ち上げ、 X軸方向で材料モジュール 11から位置決め溶接モジュール 7の位置決め装置 3の上まで搬送し、位置決め装置 3の上で、前記各材料 Wl、 W3を Z軸下方向に下げて、前記各材料 Wl、 W3を各テーブル 23、 25上に載置するようになっている

[0061] より詳しく説明すると、各モジュール 7、 11、 15の各フレーム 9、 13、 17内で、 Y軸方向の一端部側の上方 (前記パレット P1や前記位置決め装置 3の上方）に、 X軸方向に長く延びていると共に、前記各モジュール 7、 11、 15に共通な第 1のレール部材 41A力前記フレーム 9、 13、 17の少なくともいずれかに支持されて設けられている

[0062] また、前記第 1のレール部材には、第 1のキャリッジ 43A力図示しないリニアべァリング等を介して、前記 X軸方向に移動自在なように係合している。なお、前記第 1のキャリッジ 43Aは、図示しな、ラック &ピ-オン等の機構とサーボモータ等のァクチュエータとにより、 X軸方向に移動位置決め自在になっている。

[0063] また、前記第 1のキャリッジ 43Aには、 Z軸方向に長く延びた第 1の Z軸用部材 45A 力軸方向に移動自在に係合していると共に、前記第 1の Z軸用部材 45Aは、図示しないボールネジ等とサーボモータ等のァクチユエータとにより、 Z軸方向に移動するようになつている。

[0064] また、前記第 1の Z軸用部材 45Aの下端部には、真空吸着等により前記材料 W1を 1枚ずつ把持するための把持装置（図示せず)が設けられている。

[0065] そして、前記パレット P1に載置されている材料 W1を、 1枚ずつ、前記位置決め装置 3のテーブル 23上に載置することができるようになつている。

[0066] さらに、各モジュール 7、 11、 15の各フレーム 9、 13、 17内で、 Y軸方向の他端部側の上方には、前記第 1のレール部材 41Aと同様に、 X軸方向に長く延びた第 2のレ一ル部材 41Bが設けられており、この第 2のレール部材 41Bには、第 2のキャリッジ 4 3Bが前記第 1のキャリッジ 43Aと同様に係合しており、前記第 2のキャリッジ 43Bには、第 2の Z軸用部材 45Bが前記第 1の Z軸用部材 45Aと同様に係合しており、前記第 2の Z軸用部材 45Bの下端部には、前記把持装置と同様な把持装置が設けられている。

[0067] そして、前記パレット P3に載置されている材料 W3を、 1枚ずつ、前記位置決め装置 3のテーブル 25上に載置することができるようになつている。

[0068] 前記各キャリッジ 43A、 43Bは図示しない連結部材で互いに連結されており、前記第 1のキャリッジ 43Aの駆動に伴って、前記第 2のキャリッジ 43Bも同時に駆動するようになつている。なお、前記連結部材を用いることなぐ前記各キャリッジ 43A、 43Bを、それぞれのァクチユエータで駆動するようにしてもょ、。

[0069] また、搬送手段 21も、搬送手段 19と同様に構成されており、材料 W1と材料 W3と溶接することによって生成された製品 W5を一旦 Z軸上方向に持ち上げ、 X軸方向で位置決め溶接モジュール 7から製品モジュール 15のパレット P5の上まで搬送し、前記パレット P5の上で、前記製品 W5を Z軸下方向に下げて、前記製品 W5を各パレツト P5上に載置するようになって、る。

[0070] なお、前記材料モジュール 11と前記位置決め溶接モジュール 7との間における各材料 Wl、 W3の X軸方向の搬送距離と、前記位置決め溶接モジュール 7と前記製品モジュール 15との間における製品 W5の X軸方向の搬送距離とが互いに等しい場合には、連結部材を用いて前記搬送手段 19の第 1のキャリッジ 43Aと前記搬送手段 2 1の第 1のキャリッジ 43Aとを互いに連結し、 1つのァクチユエータで、前記各キヤリツジ 43Aを駆動するようにしてもよ!、。

[0071] なお、前述したように、各搬送手段 19、 21が共通の軌道 (たとえば各レール部材 4 1A、 41B)をもって構成されていることにより、溶接システム 1は、複数のモジュールを備えていると共に、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュール 7、 11、 15 で共有の搬送系を備えて、ると言える。

[0072] また、このように、前記各モジュール 7、 11、 15で共有の搬送系を備えている場合、前記各モジュール 7、 11、 15に設置後に、前記各搬送手段 19、 21が設置されることになる。

[0073] ところで、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールが個別の搬送系を備えているようにしてもよい。 [0074] たとえば、前記搬送手段 19において、レール部材 41Aを X軸方向で所定の長さに分断し、前記フレーム 9やフレーム 13の上部側であって Y軸方向の一端部側で前記材料モジュール 11から前記位置決め溶接モジュール 7にかけて延伸するように、前記分断されたレール部材を前記フレーム 9に一体的に設け、前記分断され設置されたレール部材に前記キャリッジ 43Aを係合させ、前記キャリッジ 43Aに前記 Z軸用部材 45 Aを係合させた構成にして、前記材料 W1を前記材料モジュール 11から前記位置決め溶接モジュール 7まで搬送することができるようにし、同様に、レール部材 41B を X軸方向で所定の長さに分断し、前記フレーム 9やフレーム 13の上部側であって Y 軸方向の他端部側で前記材料モジュール 11から前記位置決め溶接モジュール 7にかけて延伸するように、前記分断されたレール部材を前記フレーム 9に一体的に設け、前記分断され設置されたレール部材に前記キャリッジ 43Bを係合させ、前記キヤリッジ 43Bに前記 Z軸用部材 45Bを係合させた構成にして、前記材料 W3を前記材料モジュール 11から前記位置決め溶接モジュール 7まで搬送することができるようにしてもよい。

[0075] この場合、前記各キャリッジ 43A、 43Bを互いに連結し 1つのァクチユエータで前記各キャリッジ 43A、 43Bを駆動するようにしてもよいし、各キャリッジ 43A、 43Bを互いに連結することなぐ 2つのァクチユエータで前記各キャリッジ 43A、 43Bのそれぞれを別個に駆動してもよい。

[0076] また、前記各 Z軸用部材 45A、 45Bを互いに連結し 1つのァクチユエータで前記各 Z軸用部材 45A、 45Bを駆動するようにしてもよいし、前記各 Z軸用部材 45A、 45B を互いに連結することなぐ 2つのァクチユエータで前記各 Z軸用部材 45A、 45Bのそれぞれを別個に駆動してもよヽ。

[0077] さらに、前記搬送手段 21の構成を、分断された各レール部材をフレーム 17に設ける等、前記搬送手段 19と同様に変更し、製品 W5を位置決め溶接モジュール 7から製品モジュール 15まで搬送するようにしてもよい。

[0078] また、たとえば、 1台または 2台の搬送用ロボットを、前記フレーム 9の入り口側 (材料モジュール 11側）に設けて搬送手段 19を構成し、前記各材料 Wl、 W3を前記材料モッジュール 11から前記位置決め溶接モジュール 7まで搬送するようにしてよく、同様に、 1台または 2台の搬送用ロボットを、前記フレーム 17の入り口側 (溶接位置決めモジュール 7側）に設けて搬送手段 21を構成し、前記製品 W5を前記位置決め溶接モジュール 7から前記製品モジュール 15まで搬送するようにしてよい。

[0079] このように前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールが個別の搬送系を設けることにより、各モジュールの設置は終了した後、別途、搬送装置を設置する必要がなくなる。

[0080] さらにまた、各モジュール間にチェーンコンペャゃローラコンペャ等、各モジュールにアクセス可能なものを用いて前記搬送手段を構成してもよヽ。

[0081] 次に、溶接システム 1の動作について説明する。

[0082] なお、前記位置決め溶接モジュール 7の位置決め装置 3と溶接装置 5の動作は、既に説明してあるので、ここでの詳しい説明は省略する。

[0083] また、前記位置決め装置 3と前記溶接装置 5を含む溶接システム 1は、図示しな、制御装置の制御の下で動作するようになって!/、る。

[0084] さらに、初期状態として、各パレット Pl、 P3には各材料 Wl、 W3が載置されており、前記位置決め溶接モジュール 7の位置決め装置 3や溶接装置 5も前述したような初期状態になっている。

[0085] まず、前記初期状態から、搬送手段 19で、各材料 Wl、 W3を各 1枚ずつ前記材料モジュール 11から前記位置決め溶接モジュール 7に移送し、前記位置決め溶接モジユール 7で位置決めし溶接する。

[0086] 前記位置決め溶接モジュール 7で位置決めし溶接している間に、前記搬送手段 19 が次の各材料 Wl、 W3を搬送するために、前記材料モジュール 11のところまで戻り、位置決め溶接モジュール 7で溶接された製品 W5を、製品モジュール 15まで搬送手段 21で搬送すると同時に、搬送手段 19で、次の材料 Wl、 W3を 1枚ずつ搬送する。

[0087] このような動作を繰り返して、各材料 Wl、 W3から製品 W5を 1枚ずつ生成する。

[0088] 溶接システム 1によれば、モジュールィ匕することによって、溶接システム 1に必要な各種機能を予め標準化しておくことができ、ユーザの個々の要求に対して必要となるモジュールを選択して連結すればよいので、個々のユーザの要求に柔軟に対応することができる。

[0089] また、溶接システム 1によれば、各モジュール 7、 11、 15を組み合わせることによつて溶接システムが構成されてヽるので、溶接加工に必要な機能を装置モジュールとして予め標準設計しておくことが可能であり、ユーザの要求に応じて各モジュールを選択しこの選択したものを組み合わせて溶接システムの設備を構成することができる

[0090] したがって、設備の設計に要する時間や設備の製作に要する時間を削減でき、設備の製造コストを削減することができる。

[0091] また、各モジュール 7、 11、 15によって溶接システム 1が構成されているので、ユーザの要求に応じてモジュールを選択し (たとえば、同じ位置決め溶接モジュールであつても図 4を用いて後述するように材料の形態を変更することよって構成が若干異なつたモジュールの中力も適宜のモジュールを選択し）、この選択したものを組み合わせて溶接システムの設備を構成する場合、各モジュールの据付ゃ各モジュール同士の結合を簡便に行なうことができる。

[0092] さらに、機能の追加、機能の省略、生産対象ワークの変更等のような溶接システムの仕様を、たとえば、後述する各実施形態のように変更する場合であっても、モジュール毎に、追加、削除、代替、変更を行なえばよいので、仕様変更に対しても柔軟に対応することができる。

[0093] また、溶接システム 1によれば、モジュールを組み合わせて溶接システムが構成されているので、各モジュールに沿って、圧縮空気、溶接ガス、冷却水等のユーティリティ配管や電力線や信号線等のユーティリティ配線を敷設しておくことができ、この敷設により、前記溶接システムを設置するときのユーティリティ敷設工事を簡素化することがでさる。

[0094] さらに、溶接システム 1によれば、材料や製品（生産対象であるワーク）が大型化しても、従来の溶接システムのように、システム内におけるワークの搬送距離が増加する度合いが小さい。すなわち、従来の溶接システムでは、各機能がモジュールィ匕されていないので、ワークが大型化すると、ワークの搬送距離が長くなりやすいが、溶接システム 1では、ワークを隣接するモジュール間で搬送すればよいので、ワークの 1回の搬送距離が長くなる度合、が小さ、。

[0095] したがって、従来の溶接システムのように、ワークが大型化してワークの搬送距離が長くなり、溶接システムの生産タクトが、ワークの溶接時間ではなくワークの搬送時間で律されてしまうという事態を回避すること、すなわち、ワークが大型化してもワークの生産タクトが常に溶接の時間で律されるようにすることができる。

[0096] さらに、機能を備えた装置を規格化されたフレーム内に設置してモジュールを構成してあるので、各モジュールの外形がほぼ等しくなり、溶接システムを形成するための各モジュールの設置が一層容易になり、また、ユーティリティ敷設工事を一層簡素化することができる。

[0097] なお、前記溶接システム 1では、略長方形の材料 Wl、 W3同士を互いに溶接しているが、各モジュール 7、 11、 15内の装置等を適宜変更し、その他の形状の材料や 3枚以上の材料を溶接して製品を生成してもよヽ。

[0098] 図 4は、溶接システム 1で溶接する材料の形状を示す図である。

[0099] 図 4 (a)に示すように、略台形の各材料 W7、 W9同士を互いに溶接して製品を生成してもよい。なお、図 4 (a)に示すような形状の各材料 W7、 W9を位置決めする位置決め装置 3では、各材料 Wl、 W3を確実に位置決めするために、サーボモータ等のァクチユエータを用いて押し付け装置 29や押し付け装置 35を速度制御しつつ駆動し、押し付け装置 29、 35で材料 Wl、 W3を位置決めすることが望ましい。

[0100] 同様にして、位置決め装置 31、 37においても、サーボモータ等を用いることが望ましい。

[0101] また、図 4 (b)に示すように、 3枚の材料 Wl l、 W13、 Wl 5を互いに溶接する場合には、材料モジュール 11内部の構成や搬送手段の構成を適宜変更すると共に、位置決め装置 3の構成を適宜変更し、材料 Wl 1と材料 W13とを位置決めし互いに溶接した後、この溶接後のものと材料 W15とを位置決めして溶接するものである。

[0102] さら【こ、図 4 (c)【こ示すよう【こ、 4枚の材料 W17、 W19、 W21、 W23、 W25を互!/、に溶接する場合であって、し力も、溶接線同士が互いに交差している場合には、冶具を用いて前記各材料を位置決めし、溶接トーチ 39を、 X軸方向と Y軸方向とに移動して溶接をするものである。 [0103] さらにまた、図 4 (d)に示すように、略 L字状の材料 W27の二辺に、略矩形状の材料 W29を溶接する場合や、図 4 (e)に示すように、略 L字状の材料 W31、 W33同士を互いに溶接する場合には、図 4 (c)に示す場合と同じように、冶具を用いて前記各材料を位置決めし、溶接トーチ 39を、 X軸方向と Y軸方向とに移動して溶接をするものである。

[0104] さらに、溶接線が X軸に対して斜めに延伸している場合や直線ではなく曲線である場合には、溶接トーチ 39を、 X軸方向と Y軸方向とに適宜移動して、溶接を行うようにしてちよい。

[0105] [第 2の実施形態]

図 5は、本発明の第 2の実施形態に係る溶接システム laの概略構成を示す斜視図である。

[0106] 第 2の実施形態に係る溶接システム laは、材料モジュール 11と前記位置決め溶接モジュール 7との間に、前記位置決め溶接モジュールに供給される材料の良否や適否等を検査する材料検査モジュールの例である DB (Double Blank)モジュール 4 7が設けられており、また、前記位置決め溶接モジュール 7と前記製品モジュール 15 との間に、前記位置決め溶接モジュール 7で溶接された製品の溶接部をたとえば超音波探査により検査する検査モジュール 49と、この検査モジュール 49での検査の結果、検疑材ゃ不良材であると判断されたもの排出するための検疑材排出モジュール 51とが設けられている点が、前記第 1の実施形態に係る溶接システム 1とは異なり、その他の点は、前記第 1の実施形態に係る溶接システム 1と同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

[0107] なお、前記 DBモジュールは、前記位置決め溶接モジュール 7に供給される材料が複数枚重なっている力否かを検出するモジュールである。また、検疑材とは、前記検查モジュール 49で溶接不良が疑われると判断されたもので、作業員による再検査が必要な材料である。

[0108] なお、前記第 1の実施形態に係る溶接システム 1と同様に構成されているものには

、前記溶接システム 1の説明で用、た符号と同一の符号を付してある。

[0109] 前記 DBモジュール 47は、前記位置決め溶接モジュール 7のフレーム 9と同様に構成されたフレーム 53内で、前記検出を行なうことができるようになつている。なお、前記検出の結果、材料が重なっている場合には、この重なっている材料を前記フレーム 53内の下部側に設置したパレット P7内に排出するようになっている。

[0110] そして、前記パレット P7を前記材料モジュール 11側に移動し、前記パレット P7を前記材料モジュール 11の下部側力溶接システム laの外部に取り出すことことによつて、前記パレット P7に排出された材料が前記溶接システム laの外部に排出されるようになつている。

[0111] また、前記検査モジュール 49も、前記位置決め溶接モジュール 7のフレーム 9と同様に構成されたフレーム 55内で、前記検査を行なうことができるようになっており、検疑材排出モジュール 51も、前記位置決め溶接モジュール 7のフレーム 9と同様に構成されたフレーム 57内で、排出された検疑材を下部側でパレット P9内に一時的に格糸内することができるようになって、る。

[0112] そして、前記パレット P9を前記製品モジュール 15側に移動し、前記パレット P9を前記製品モジュール 15の下部側力も溶接システム laの外部に取り出すことによって、前記パレット P9に排出された検疑材が前記溶接システム laの外部に排出されるようになっている。

[0113] また、前記各モジュール 47、 49、 51には、前記位置決め溶接モジュール 7と同様に、物理的障壁が設けられている。

[0114] さらに、前述したように前記各モジュール 47、 49、 51を追カ卩してあることに応じて、前記搬送手段 19と同様な搬送手段が追加されている。したがって、たとえば、材料モジュール 11と DBモジュール 47との間に搬送手段が設けられ、 DBモジュール 47と位置決め溶接モジュール 7との間にも搬送手段が設けられていることになる。しかし、必ずしもこのように搬送手段を設ける必要はなぐ材料モジュール 11から位置決め溶接モジュール 7までの搬送を 1つの搬送手段で行なってもよい。

[0115] また、前記検査モジュール 49に、前記位置決め溶接モジュール 7で溶接された製品 W5にエンボスカ卩ェ (製品 W5を重ねて積み上げた場合、製品 W5の荷崩れを防止するためのエンボス加工）を施すエンボス装置を組み込んでもよ！/、。

[0116] さらに、位置決め溶接モジュール 7と検査モジュール 49との間や検査モジュール 4 9と検疑材排出モジュール 51との間や検疑材排出モジュール 51と製品モジュール 1 5との間に、位置決め溶接モジュール 7から出てきた製品 W5を一時的に蓄えることができるバッファ機能を備えたバッファモジュールを設けてもよい。

[0117] さらに、前記 DBモジュール 47を別途設けることなぐ前記材料モジュール 11のフレーム 13内で、材料が複数枚重なって!/、ることを検出するようにしてもょ、。

[0118] 溶接システム laによれば、 DBモジュール 47を設け、材料が複数枚重なった状態で前記位置決め溶接モジュール 7に供給されることを防止して、るので、重なった状態の材料が下流側の位置決め溶接モジュール 7に供給されることがなくなり、不良品の発生や、溶接システム laでの故障の発生を未然に防止することができる。

[0119] また、溶接システム laによれば、検査モジュール 49を設けてあるので、溶接部に不具合が存在するもしくは存在するおそれのある製品を排除することができる。

[0120] さらに、ノッファモジュールを設置することにより、溶接システム（生産ライン） laにおける製品の脈動を吸収する（たとえば、製品が位置決め溶接モジュールから搬出されてきたとき力も次の製品が搬出されてくるまでの各時間のばらつきの平準化をする）ことがでさる。

[0121] [第 3の実施形態]

図 6は、本発明の第 3の実施形態に係る溶接システム lbの概略構成を示す平面図である。

[0122] 第 3の実施形態に係る溶接システム lbでは、各モジュールの間のうちのいずれかの間に、材料や製品を分岐する機能、または前記材料や前記製品を合流する機能を備えたトラバースモジュール 59が設けられている点が、前記各実施形態に係る溶接システムとは異なり、その他の点は、前記各実施形態に係る溶接システムとほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

[0123] なお、トラバースモジュール 59も、位置決め溶接モジュール 7等と同様なフレームを備えており、このフレーム内で材料や製品を分岐しまたは合流することができるようになっている。

[0124] 溶接システム lbは、たとえば、図 6に示すように、位置決め溶接モジュール 7と検査モジュール 49とを並列的に並べて 2つのラインを構成していると共に、材料モジユール 11と各位置決め溶接モジュール 7との間に、トラバースモジュール 59を設け、各検查モジュール 49と製品モジュール 15との間にも別のトラバースモジュール 59を設けてある。

[0125] そして、材料モジュール 11から搬出された材料が、トラバースモジュール 59で分岐され、位置決め溶接モジュール 7と検査モジュール 49とで構成された一方のラインまたは他の位置決め溶接モジュール 7と他の検査モジュール 49とで構成された他方のラインに供給され、各ラインで溶接され検査された製品が、後側の別のトラバースモジュール 59で合流され、製品モジュール 15に供給されるようになっている。

[0126] 溶接システム lbによれば、トラバースモジュール 59を設けることにより、生産ラインの多重化を行なうことが容易になり、すなわち、 1つの材料モジュール 11と 1つの製品モジュール 15との間に位置決め溶接モジュール 7や検査モジュール 49を並列に設置し 2つのラインで溶接や検査を行なうことができ、増産に柔軟に対応することができる等、一層柔軟な溶接システムを容易に構築することができる。

[0127] [第 4の実施形態]

図 7は、本発明の第 4の実施形態に係る溶接システム lcの概略構成を示す斜視図である。

[0128] 第 4の実施形態に係る溶接システム lcは、第 2の実施形態に係る溶接システム la の検疑材排出モジュール 51の代わりに、位置決め溶接モジュール 7で溶接された製品を切断して別の製品を生成する切断加工ステーション 61を備えている点が、第 2 の実施形態に係る溶接システム laと異なり、その他の点は、前記溶接システム laとほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

[0129] なお、前記第 2の実施形態に係る溶接システム laと同様に構成されているものには、前記溶接システム laの説明で用いた符号と同一の符号を付してある。

[0130] 溶接システム lcでは、第 2の実施形態に係る溶接システム laの検疑材排出モジュール 51が設けられている箇所に、位置決め溶接モジュール 7等と同様なフレームを備えていると共に位置決め溶接モジュール 7で溶接され検査モジュール 49で検査された製品を 1枚ずつ一時的に載置することができる製品載置モジュール 51aが設けられている。 [0131] 前記製品載置モジュール 5 laの側方には、搬送手段の例である多関節ロボット 63 、台車 65、レーザ加工機 67、廃材載置用パレット Pl l、レーザ加工後の製品を載置するための製品載置用パレット P13が設けられている。

[0132] そして、前記検査モジュール 49から前記製品載置モジュール 5 laの供給された製品を、前記ロボット 63を用いて前記台車 65に供給し、製品を載置した台車 65がレーザ加工機 67に投入され、レーザ加工機 67によって、所望の形状の新たな製品を切断加工して生成するようになって!/ヽる。

[0133] レーザ加工が終了した後、新たな製品とこの新たな製品以外の廃材とを載置した状態で台車 65が前記レーザ力卩ェ機 67から出てくるようになっている。続いて、ロボット 63によって、廃材が前記廃材載置用パレット P11まで搬送され、新たな製品が製品載置用パレット P13まで搬送されるようになっている。また、新たな製品を載置しているパレット P13は、製品モジュール 15まで、図示しない搬送装置により搬送されるようになっている

なお、検査モジュール 49で発見された検疑材は、前記製品載置モジュール 5 laに載置された後、前記ロボット 63により、前記廃材載置用パレット P11まで搬送されるようになつている。

[0134] 溶接システム lcによれば、位置決め溶接モジュール 7で溶接された製品を切断して別の新たな製品を生成する切断加工ステーション 61を備えているので、溶接後の製品から種々な形態の製品を容易に作り出すことができる。

[0135] [第 5の実施形態]

図 8は、本発明の第 5の実施形態に係る溶接システム lcの概略構成を示す斜視図である。

[0136] 第 5の実施形態に係る溶接システム Idは、位置決め溶接モジュール 7と検査モジュール 49との間に、トラバースモジュール (位置決め溶接モジュール 7から受け取った製品を 1枚ずつ Y軸方向に搬送して検査モジュール 49に供給可能なモジュール） 59 aを設け、溶接システム全体の形態を「コ」字状に形成してある点が前記第 2の実施形態に係る溶接システム laと異なり、その他の点は、溶接システム laとほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。 [0137] 前記第 2の実施形態に係る溶接システム laと同様に構成されているものには、前記溶接システム laの説明で用いた符号と同一の符号を付してある。

[0138] なお、溶接システム Idでは、溶接システムを「コ」字状に形成してある力「コ」字状以外の形状 (たとえば「L」字状）に形成してもよ!/、。

[0139] このようにトラバースモジュール 59aを用いて、溶接システム全体の形状を変形するようにすれば、溶接システムの設置スペースに応じて柔軟な配置のレイアウトを行なうことができる。

[0140] なお、前記各実施形態では、板状の材料を溶接する場合を例に掲げて説明したが、板状以外の形状の材料を溶接する場合にも、前記各実施形態を適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 材料を溶接して製品を生成する際に必要な各種機能を備えた装置や機器を、予め規格ィ匕されているフレームに組み込むことにより装置モジュールを形成し、前記製品を生成するための各種機能を有するモジュールが連結されることにより構成されることを特徴とする溶接システム。

[2] 請求項 1に記載の溶接システムにおいて、

前記フレームの内部に前記機能を備えた装置や機器が設けられていると共に、前記装置や機器の動作及び溶接加工時に作業員の安全を確保するための物理的障壁力前記モジュールに設けられて、ることを特徴とする溶接システム。

[3] 請求項 1または請求項 2に記載の溶接システムにお、て、

前記溶接システムは、複数のモジュールを備えていると共に、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールで共有の搬送系を備えてヽることを特徴とする溶接システム。

[4] 請求項 1または請求項 2に記載の溶接システムにお、て、

前記溶接システムは、複数のモジュールを備えていると共に、前記材料や製品を搬送するために前記各モジュールが個別の搬送系を備えてヽることを特徴とする溶接システム。

[5] 請求項 1〜請求項 4のいずれか 1項に記載の溶接システムにおいて、

前記モジュールとして、

材料位置決め装置と、この材料位置決め装置で位置決めされた材料を溶接可能な溶接装置とを備えた位置決め溶接モジュールと；

前記位置決め溶接モジュールに供給する材料をストックする材料モジュールと；前記位置決め溶接モジュールで溶接された製品をストックする製品モジュールと；を有することを特徴とする溶接システム。

[6] 請求項 5に記載の溶接システムにおいて、

前記モジュールとして、

前記材料モジュールと前記位置決め溶接モジュールとの間に、前記位置決め溶接モジュールに供給される材料を検査する材料検査モジュールが設けられていることを特徴とする溶接システム。

[7] 請求項 5または請求項 6に記載の溶接システムにお、て、

前記モジュールとして、

前記位置決め溶接モジュールと前記製品モジュールとの間に、前記位置決め溶接モジュールで溶接された製品を検査する検査モジュールが設けられていることを特徴とする溶接システム。

[8] 請求項 5〜請求項 7のいずれか 1項に記載の溶接システムにおいて、

前記モジュールとして、

前記各モジュールの間のうちのいずれかの間に、前記材料や前記製品を分岐する機能、または前記材料や前記製品を合流する機能を備えたトラバースモジュールが設けられて、ることを特徴とする溶接システム。