JPH0335875A - ロー付装置 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は一対のワークの合わせ部をロー付けするロー付
装置に係り、特にロボットのアームに支持された溶接ト
ーチを用いて自動溶接を行なうロー付装置の改良に関す
る。

〔従来の技術〕

ロー付方法としては、従来からアセチレンガスバーナに
よってろう棒を溶融して、一対のワークの合わせ部をロ
ー付けするガスロー付法と、溶接ワイヤなどの消耗性電
極にアーク溶接電源から電流を流して溶融するアークブ
レージング法との二つがある。

これらの方法はいずれも人間の手作業によるものがほと
んどであり、一部では溶接トーチを倣いガイドを用いて
移動させてロー付けする半自動ロー付法も行なわれてい
る。これらの従来のロー付方法ではワークの合わせ部の
バラツキに対してロー付条件の切替は行なわず、同一固
定条件でロー付けを行なっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のロー付装置によると、ワークの合
わせ部にバラツキがあって、ギャップが広くても狭くて
も同一固定条件でロー付けを行なうため、第８図及び第
９図に示すように一対のワ−クｌａ、ｌｂ間のギャップ
２が狭い場合にはビード３の幅が必要以上に広くなる。

このためワークｌに発生する熱歪が大きくなり、熱歪を
修正するための叩き出し作業が必要となるとともに、後
工程における研削量が増大するという問題があった。

逆に第１０図及び第１１図に示すようにギャップ２が広
い場合には必要なビード幅が得られず、溶接強度が低下
するという欠点があった。このためビード３の幅を適正
にしロー付品質を向上させるためには作業者の熟練が必
要であった。

また、このような溶接ギャップ幅に対応して溶接条件を
制御する手段としては、特開昭６１−８８９７７号公報
及び特開昭６１−１７２６７８号公報に記載された提案
が公知である。

なお、上記各公報に記載された提案は、いずれもロー付
けにおけるロー材の供給については配慮されておらず、
しかも変換テーブルから溶接速度などを選択するものと
ウィービング振幅を変化するものである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、常に安
定した高品質のロー付けを自動的に行なうことができ、
しかも後工程を容易にすることのできるロー付装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、ロボットアーム
に支持された溶接トーチにより一対のワークの合わせ部
をロー付けするロー付装置において、前記一対のワーク
の合わせ部の位置及びギャップ量を複数箇所において計
測する計測手段と、前記溶接トーチを前記合わせ部に移
動させる移動手段と、前記溶接ワイヤの送給速度を制御
する制御手段とを具備するとともに、前記ギャップ量に
対応して最適のビード幅を形成するための前記溶接ワイ
ヤの送給速度を前記制御手段に指示するようにしたもの
である。

〔作用〕

上記の構成によると、計測手段によって一対のワークの
合わせ部の位置及びギャップ量を複数箇所において計測
し、その位置データ及びギャップ量をロボットの制御装
置に送り１位置データによりロボットのトーチ位置を決
定し、また予め作成しておいたギャップ量、電流値及び
ワイヤ送給速度の関係を示すロー付条件表からギャップ
量に応じた最適の溶接ワイヤ送給速度を選択してその制
御手段に指令する。そして複数箇所のギャップ量に応じ
てそれぞれ溶接ワイヤ送給速度を変えて最適のワイヤ過
給速度とし、一定速度でロー付けを行なうことにより良
好なビードが形成され、常に安定した高品質のロー付け
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に本実施例によるロー付装置の概略の構成を示す
、一対のワーク、例えば自動車のボディに設けられたル
ーフ１ａとクォータ１ｂとの合わせ部１ｃをロー付けし
ようとする場合、図示しない取付台上にボディを固定し
た状態におけるルーフ１ａとクォータ１ｂとの合わせ部
１ｃの上部にセンサ４が設けられている。センサ４はボ
ディの位置と合わせ部１ｃの複数箇所におけるギャップ
とを計測する。

一方、溶接トーチ５は複数箇所の関節を有するロボット
アーム６の先端に取り付けられており、溶接トーチ５に
はプラズマ電源を有する溶接機本体７から図示しない溶
接ワイヤと電流が供給される。さらにロボット制御装置
８はロボットアーム６を有するロボット本体９．センサ
４及び溶接機本体７にそれぞれ信号線１０，１１．１２
で接続されている。そしてセンサ４が計測したボディの
位置データによりロボット本体９を駆動し、溶接トーチ
５を合わせ部１ｃに沿って移動させる。

同時に予め作成しておいた後述するロー付条件表により
、センサ４が計測したギャップデータに応じた最適ロー
付条件を選択し、溶接機本体７にこの条件指令を送り、
溶接機本体７はこの指令に基づいて溶接電流及び溶接ワ
イヤ送給速度を決めてロー付けを行なうようになってい
る。

以下、本実施例の作用を説明する。

通常ボディを取付台上に固定したとき、ロー付けすべき
合わせ部１ｃの寸法上のバラツキが下記のように発生す
る。

（１）ボディの寸法精度によるもの　約±１．５ｍ（２
）ボディの取付位置によるもの　約±０．３ｍ（３）ル
ーフｌａとクォータ１ｂのギャップによるもの　　　　
　　　　　　約±０．５ｍこのため本実施例では、ルー
フ１ａとクォータ１ｂの合わせ部ＩＣの位置１面の倒れ
込み、ギャップ量をセンサ４で計測し、溶接トーチ５の
ねらい位置及び姿勢を決定すると同時に、予め実験によ
り求めた後述するロー付条件表により、そのギャップに
応じた最適のロー付条件を選択し、この条件に基づいて
ロー付けを実施し、必要最小限のビードを形威し、母材
への入熱を抑え低歪化を図るとともに、ロボットを用い
てロー付けを行なうことにより品質の安定した自動ロー
付けを可能とした。

ロー付条件表を作成するにあたって、平板を用いてビー
ド幅を決める各因子を実験的に求めた。

この因子としては主として電流値、ワイヤ送給速度及び
ロー付速度の三つがある。電流値とワイヤ送給速度とは
ａ−付けするために必要な条件が相関関係があるため一
つの因子と考えられる。またロー付速度は独立因子であ
るが、ラインのサイクルタイムの関係上一定とする。

前述した実験により求めた電流値工とワイヤ送り速度ω
、ワイヤ送り速度ωとビード幅Ｗ、ロー相速度υとビー
ド幅Ｗ、ギャップ量とビード１ｌＩＩＷ及び歪量のそれ
ぞれの関係を第４図、第５図、第６図及び第７図に示す
。

上記の実験結果から電流値Ｉとワイヤ送り速度ωとは比
例関係にあり、ワイヤ送り速度ωが速くなる程ビード幅
が広くなることが判る。またロー相速度υが速くなる程
ビード幅Ｗが狭くなるが、ロー相速度υが４００　ｍ／
＋ｍｉｎ以下では裏溶出しによりビードが不安定となり
、　５５０　ｍ／ｗｉｎ以上ではビードはじきが発生し
てビードが不安定になることが判る。

従って、良好なビードが得られてビード＠Ｗを変えるこ
とのできるロー付は速度υは４００ｍ／■ｉｎ乃至５５
０ｍ＋／■１ｎの範囲となり、本実施例では５００　ｗ
／ｗｉｎに設定してロー付条件表を作成した。

また、第７図に示すようにギャップ幅が大きくなる程良
好なビード・ＩＩＩＩＷを得るためのワイヤ送り速度ω
が速くなり、治具による逆向げや叩き出し作業を必要と
する歪量の発生が大きくなる。歪量の発生を適正に抑え
るためにはギャップは１．５閣以下であることが望まし
い。

上記の実験によって下記の第１表によるロー付条件表を
作成した。

次に、第２図及び第３図を参照して本実施例の動作を説
明する１本実施例では第２図に示すようにギャップ計測
ポイントを■乃至［相］のＮ点とし。

条件切替ポイントのロー付は方向りの位置も計測ポイン
トと同じとした。

まず、センサ４により取付台に固定されたボディのルー
フ１ａとクォータ１ｂとの合わせ部１ｃの位置、倒れ込
み及びポイントの乃至０におけるそれぞれのギャップ量
を計測する。これらの計測データを各ポイントの位置デ
ータとともに、信号線１１を介してロボット制御装置８
に取り込み、ここでデータ解析を行なう。

この解析結果に基づいて信号線１０を介してロボット本
体９に指令を伝達し、ロボットの姿勢制御を行なった後
に溶接トーチ５をアーム６を介してロー付は開始点■へ
移動させる。ここでポイント■のギャップ量データに応
じたロー付条件をロー付条件表より選択し、信号、ｌＢ
１２を介して溶接機本体７に対して条件指令を送る。

溶接機本体７は電流値及びワイヤ送給速度の条件指令に
対応した条件を出力し、ロボットがポイント■に向って
移動すると同時にロー付けが行なわれる。溶接トーチ５
が次のポイント■に到達すると、そのポイント■のギャ
ップデータに応じてロー付条件の切替えが行なわれる。

以下同様の動作をくり返し、ロー付は終了点［相］に至
ってロー付けが完了する。

また、第１表はギャップ量に対応して電流値とワイヤ送
給速度を記憶させたものであるが、前述のように電流値
とワイヤ送給速度とは相関関係のある一つの因子である
ため、ワイヤ送給速度のみを記憶させておき、電流値は
ワイヤ送給速度値を用いて演算式によって算出するよう
にしてもよい。

本実施例によれば、ボディのルーフ１ａとクォータ１ｂ
との会わせ部１ｃの状態に応じた溶接ワイヤ送給速度に
よって自動的にロー付けを行なうことにより１合わせ部
１ｃの状態のバラツキを吸収して常に安定した高品質の
ロー付けが可能となる。また、ロー付けが自動的に行な
われるので。

作業者の火傷や紫外線による目の損傷を防ぐことができ
る。さらに、歪量の発生が少ないため後工程における叩
き出し作業が不要となり、ビード量も必要最小限となる
ため研磨や仕上げの後工程を容易とし自動化も可能とな
る。

上記実施例で示した各条件の数字は一例を示したもので
あり、これらの数字に限定されるものではない、またワ
ークも自動車のボディのルーフ１ａとクォータ１ｂに限
定されず、他のワークのロー付けについても応用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ワークの合わせ部
の状態に応じた溶接ワイヤの送給速度により自動的にロ
ー付けを行なうようにしたので、常に安定した高品質の
ロー付けが可能となる。しかも作業者の安全が確保され
、後工程が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるロー付装置の概略の構
成を示すブロック図、第２図は同じく測定点を示す説明
図、第３図は同じく動作を示すフロー図、第４図乃至第
７図はロー付けの実験結果を示すグラフ、第８図乃至第
１１図はギャップとビードとの関係を示す説明図である
。 １・・・ワーク、　　　　ｌｃ・・・合わせ部。 ４・會・ ５・・・ ６・・・ ７・・・ ８・・・ ９・・・ センサ（計測手段）。 溶接トーチ、 アーム、 溶接機本体（制御手段）、 ロボット制御装置、 ロボット本体（移動手段） 代 理 人 阿 部 第 １ 図 ２ 第 図 第３図 Ｉ５ぎｄｌ 第５図 第６図 １２−７＃／／（Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボットのアームに支持された溶接トーチにより
   一対のワークの合わせ部をロー付けするロー付装置にお
   いて、前記一対のワークの合わせ部の位置及びギャップ
   量を複数箇所において計測する計測手段と、前記溶接ト
   ーチを前記合わせ部に移動させる移動手段と、前記溶接
   ワイヤの送給速度を制御する制御手段とを具備するとと
   もに、前記ギャップ量に対応して最適のビード幅を形成
   するための溶接ワイヤの送給速度を前記制御手段に指示
   する指示手段とを備えたことを特徴とするロー付装置。