JPH0333073B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は倣いシーム溶接機に係り、二つ合わせ
にして、水平接合面に溶接線を構成した鋼板製液
体容器等のカーブと直線部を有するワークの自動
シーム溶接を、倣い機構を使用しないで行う構成
を備えるものである。

（従来の技術） カーブと直線部を有するワークの溶接線を倣い
機構に倣わせて、シーム電極間に通し溶接を施す
倣いシーム溶接機は、従来から極めて多数の提案
がなされているが、その殆どが倣い機構を機械的
に拘束する手段からなるもので、実開昭60−
42472号公報、実開昭60−42474号公報にもその例
が見られる。しかしながら、このような機械的拘
束の構成にするときは溶接線のコーナー又はイン
コーナーの回転半径を小にすることが技術的に難
しく、しかも倣い設備が専用化し、設備費も高く
なり、さらに溶接機の製作及び調整に熟練が要求
され、設計変更が容易でない等の欠点がある。

（本発明が解決しようとする問題点） 本発明は倣い機構を使用せず、上下のシーム電
極によりワークの溶接線を挟入して加圧するだけ
でシーム溶接を進行させる、高度の汎用性を持つ
倣いシーム溶接機を開発することを問題点とする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前項に述べた問題点を解決することを
目的とするもので、一方向に回転する上下のシー
ム電極を有するシーム溶接機の本体側に、基端の
第１軸を連結した第１アームと、その第１アーム
の自由端に基端の第２軸を連結した第２アームを
備え、第２アームの自由端を水平面で自由方向に
移動する支持部材と、その支持部材の第２アーム
の自由端に連結すると共に、溶接線をシーム電極
に挟んで加圧溶接されるワークを着脱可能に固定
する架台を取付けた縦型の倣い回転軸と、倣い回
転軸を介してワークを回転するサーボモータとワ
ークの溶接線及び第１、第２アームの各長さ、第
１軸の位置等を記録した記憶装置と、演算装置、
及び、第１アームの角度θ₁、第２アームの角度
θ₂、及び倣い回転軸の第２アームに対する角度θ₃
を夫々に検出する角度検出器とからなり、シーム
電極の溶接点Ｆより前位のxfに於けるシーム電極
の直径方向の中心線Ｘ−X′と溶接線Waの偏差ye
を演算しその偏差が演算されたとき該偏差を零に
する方向にサーボモータを駆動して倣い回転軸及
びワークを修正する制御を施して自動溶接を行う
ことを特徴とするものである。

（作用） 第１図は本発明の原理を説明する模図であつ
て、一方向に回転する上下のシーム電極２を有す
るシーム溶接機１の本体側に、基端の第１軸７を
連結した第１アーム５と、その第１アーム５の自
由端に基端の第２軸８を連結した第２アーム６を
備え、第２アーム６の自由端を水平面で自由方向
に移動する支持部材４の、第２アーム６の自由端
に連結した倣い回転軸１０には、ワークＷを取付
けた架台１１がその倣い回転軸１０の回転中心を
中心にして、サーボモータ１３により正方向若し
くは逆方向に回転するように連結してあり、 支持部材４の第１アーム５の角度θ₁、第２アー
ム６の角度θ₂、倣い軸１０の第２アーム６に対す
る角度θ₃は、夫々に角度検出器１７，１８，１９
により検出されるが、その各検出角度は溶接の進
行と共に刻々に変化する。しかしてこの角度検出
値は、予め溶接線の情報、xf等を記録した記憶装
置２０の記録と共にコンピユータ等の演算装置に
入力され、該演算装置２１により溶接点Ｆにある
溶接線Waを演算により割出し、さらにxfにおけ
る溶接線WaとＸ〜X′との偏差yeを演算し、該演
算数値yeをゲイン調整器２２に入力する。

本発明は演算装置２１がゲイン調整器２２の機
能を一体に結合した制御機能を持つものと思想に
立つものである。

以上の如くして偏差yeが算出されると、その
出力が偏差の量に比例した高電位になり、偏差算
出の状況によりサーボモータ１３の正方向又は逆
方向回転を指令し、該モータ１３により倣い回転
軸１０に取付けられたワークＷの偏差yeが零に
なつてサーボモータ１３の駆動司令が取消される
まで倣い回転軸を回転し、それによつて溶接点Ｆ
にある溶接線Waの後続の部分を溶接点Ｆに送り
込むことができるように修正する。

（効果） 本発明は、前記した構成及び作用になり、倣い
シーム溶接に必須とされている倣い機構を廃止
し、一方向に回転するシーム電極をもつシーム溶
接機の本体側に、基端の第１軸７を連結した第１
アーム５と、その第１アーム５の自由端に基端の
第２軸８を連結して自由端を水平面で自由方向に
移動する第２アームの前記自由端に連結する縦型
の倣い回転軸１０とからなり、ワークＷを倣い回
転軸に着脱可能に固定し、倣い回転軸１０を介し
てワークＷを回転するサーボモータ１３により偏
差yeの修正を施こす構成になるもので、ワーク
の溶接線Waのカーブが小であつても敏感に応答
させることができ、倣い機構を不要にして製作を
簡易とし、且つ操作が容易で、しかも汎用性のあ
るシーム溶接機を提供できる効果を持つ。

（実施例） 第２図以下の図面によつて、本発明の一実施例
を説明する。

１はシーム溶接機本体であつて、上下一対のシ
ーム電極２を備える。Ｘ−X′は該シーム電極２
の直径方向の中心線、Ｙ−Y′は同軸方向の中心
線で、その両中心線の交点Ｆが溶接点となる。

シーム溶接機本体１側には、位置を固定した軸
支片３を設け、その軸支片３によつて多軸の支持
部材４を軸支する。支持部材４は第１アーム５と
第２アーム６とからなり、第１アーム５の基部の
第１軸７を軸支片３に通して連結し、第１アーム
５の自由端に第２アーム６の基部の第２軸８を通
して連結し、その第２アームの自由端を水平面で
自由方向に移動できるようにした構成になり、該
自由端に設けた套管９に縦型の倣い軸１０を通し
て連結する。倣い軸１０の上端には、ワークＷを
着脱自由にして定位置に固定する架台１１を取付
ける取付け板（図示せず）を設け、套管９の下部
に第２タイミングベルト１６を掛ける歯車１２を
設ける。

１３はサーボモータ、１４は電磁クラツチでそ
れらを前記支持部材４の第２アーム６に取付け
る。１５はサーボモータ１３の出力軸と電磁クラ
ツチ１４の入力軸とに掛けた第１タイミングベル
ト、１６は電磁クラツチ１４の出力軸と前記の歯
車１２に掛けた第２タイミングベルトである。

支持部材４の第１軸７には第１アーム５の角度
θ₁を検出する角度検出器１７を取付け、第２軸８
に第２アームの６の角度θ₂を検出する角度検出器
１８を取付け、電磁クラツチ１４の出力軸に倣い
回転軸１０の第２アーム６に対する角度θ₃を検出
する角度検出器１９を取付ける、前記の角度θ₁〜
θ₃は溶接の進行と共に刻々に変化するものであつ
て、本実施例においては角度検出器１７〜１９に
角度検出の機能を持つエンコーダを使用する。

本発明は前記した溶接点Ｆの前位の中心線Ｘ−
X′上のxfにおけるワークＷの溶接線Waの、中心
線Ｘ−X′からの偏差yeが検出されたとき、サー
ボモータ１３により倣い回転軸１０及びワークＷ
を正方向又は負方向に回転してその偏差yeを零
にする修正を自動的に施すものであつて、第３図
は偏差自動修正の制御を施す制御構成図であり、
マイクロコンピユータ等からなる演算装置２１と
ゲイン調整器２２、及びサーボモータ１３の駆動
司令回路２３とからなり、演算装置２１には記憶
装置２０によるワークＷの溶接線Waのデータを
入力して記憶させ、さらに角度θ₁、θ₂、θ₃の角度
検出器１７，１８，１９を接続する。

溶接線Waは第４図のP₁〜P₂間の如き直線部分
と、P₂〜P₃間の如き円弧部分（カーブ部分）と
が混在して連続する。記憶装置２０には溶接線
Waの直線部分の線分の、ワークＷの回転中心
（倣い回転軸１０の回転中心でもある）を通る仮
想基準線Ｄに対する角度及び溶接線Waと交わる
部分の座標を記録するの他、直線部分の始点P₁、
終点P₂、円弧部分の中心Ｒの前記基準Ｄに対す
る角度、円弧部分の座標等の他、第１アーム５及
び第２アーム６の長さL₁・L₂、シーム電極２の
溶接点Ｆを基準とする第１軸７の位置データおよ
びxf等を記録する。この機構は溶接線Waが相異
するワーク毎に行うものであるから記憶装置２０
は多くの数になる。偏差yeは、溶接点Ｆより０
〜30mm程度前位の位置xfと中心線Ｘ−X′との間
の距離差である。しかして前記の位置xfで検出し
た偏差yeのサーボモータ１３による修正は、溶
接点Ｆにある溶接線Waの後続部分を、該溶接点
Ｆに確実に送り込んで加圧と溶接の進行とを倣い
機構無しに施し得る。

電磁クラツチ１４はワークＷの取付け取外しの
ときに使用する等の目的を持つもので本発明とは
直接に関係がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明
の一実施例を示した斜視図、第３図はブロツク
図、第４図は説明図である。 Ｗ→ワーク、Wa→溶接線、Ｘ−X′→直径方向
中心線、Ｙ−Y′→軸方向中心線、１→シーム溶
接機本体、２→シーム電極、３→軸支片、４→支
持部材、５→第１アーム、６→第２アーム、７→
第１軸、８→第２軸、１０→倣い回転軸、１１→
架台、１２→歯車、１３→サーボモータ、１７→
角度θ₁の角度検出器、１８→角度θ₂の角度検出
器、１９→角度θ₃の角度検出器、２０→記憶装
置、２１→演算装置、２２→ゲイン調整器、２３
→駆動指令回路、xf→溶接点Ｆの前位、ye→偏
差。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方向に回転する上下のシーム電極を有する
   シーム溶接機の本体側に、基端の第１軸を連結し
   た第１アームと、その第１アームの自由端に基端
   の第２軸を連結した第２アームを備え、第２アー
   ムの自由端を水平面で自由方向に移動する支持部
   材を設け、 その支持部材の第２アームの自由端に連結する
   と共に、溶接線をシーム電極に挟んで加圧溶接さ
   れるワークを着脱可能に固定する架台を取付けた
   縦型の倣い回転軸と、 倣い回転軸を介してワークを回転させるサーボ
   モータと ワークの溶接線及び第１、第２アームの各長
   さ、第１軸の位置等を記録した記憶装置と、演算
   装置、及び、第１アームの角度θ₁、第２アームの
   角度θ₂、及び倣い回転軸の第２アームに対する角
   度θ₃を夫々検出する角度検出器とからなり、 シーム電極の溶接点Ｆより前位のxfに於けるシ
   ーム電極の直径方向の中心線Ｘ−X′との偏差ye
   を演算し、その偏差が演算されたとき該偏差を零
   にする方向にサーボモータの駆動を指令して倣い
   回転軸及びワークを修正する制御を施して自動溶
   接を行うことを特徴とする数値制御倣いシーム溶
   接機。