JPH0338954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１対の電極ロールを備えるシーム溶
接機の機体に多軸ロボツトを搭載し、該ロボツト
により２輪車用燃料タンク等のワークを誘導して
その溶接部を該電極ロール間に送り込むようにし
た自動シーム溶接装置におけるロボツトの教示装
置に関する。

（従来の技術） 上記自動シーム溶接装置は、本願出願人が先に
特願昭58−226988号で提案したものであり、この
場合ロボツトの各軸は、ワークの溶接部の形状か
ら演算で求められる数値データに従つて動作させ
るようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の方法では、２輪車用燃料タンクのように
溶接部の形状が三次元的に変化するワークの場
合、各軸の数値データを求めるのに大型コンピユ
ータを用いざるを得ず、又形状の入力作業も面倒
になる問題がある。

ところで、従来塗装ロボツトの教示装置とし
て、特公昭54−43258号公報により、ワークの搬
送路側方に配置する塗装ロボツトの載置台に、該
ロボツトと機構学的寸法及び動作が同一で且つ各
軸に駆動源に代えて各エンコーダを連結したロボ
ツト模型を並設し、該模型を作業者が動かして教
示作業を行うようにしたものが知られ、かかる技
術を利用して、シーム溶接機の機体に上記ロボツ
トと、ロボツト模型とを互いにシフト自在に搭載
し、ロボツト模型をロボツトの搭載位置にシフト
した状態で、これにワークを保持させて教示作業
を行い、該模型の各軸のエンコーダからの位置デ
ータを記憶装置に記憶させて、該記憶装置からの
再生信号によりロボツトを動作させるようにする
ことも考えられる。

然し、このものではシーム溶接機に、ロボツト
とロボツト模型、及びそのシフト機構を搭載しな
ければならないため、シーム溶接機が大型化し、
又ロボツトとロボツト模型とを同一位置に正確に
シフトして位置決めすることの困難性から、教示
時の電極ロールに対するロボツト模型の相対位置
と、実働時の電極ロールに対するロボツトの相対
位置とに多少とも誤差を生じ、実働時にワークを
教示通りに誘導し得なくなる問題がある。

又、教示時は電極ロールを実働時より低速で回
転させて、教示作業を行い易くすることが望ま
れ、この場合電極ロールに給電した状態で教示作
業を行つても、得られた教示データで実働時のロ
ボツト制御を行うと、ワークの溶接部のシーム溶
接線が教示された正規の線からずれることが実験
により確認された。

これは、電極ロール間でのワークの加熱時間の
差により教示時と実働時とでワークの溶融具合に
差を生じ、ワークの電極ロールに対するスリツプ
率が変化して、ワークの電極ロールによる実際の
送り速度とロボツトの動作速度との同期が狂うた
めと考えられ、教示データを電極ロールの周速度
や溶接電流等の溶接条件に応じて修正してロボツ
トを動作させることで、シーム溶接線のずれを防
止できること、換言すれば電極ロールに通電せず
に教示作業を行つても、後で教示データを適宜修
正することで正確にシーム溶接を行い得られるこ
とが判明した。

本発明は、上記の如く電極ロールに通電せずに
教示作業を行つても問題がなければ、教示専用の
装置を別に設けても、これにトランスを搭載する
必要がなくてコスト的にも余り負担とならないこ
とに着目し、ロボツト模型をシーム溶接機にロボ
ツトと並設して搭載する場合の上記問題点を解決
して、教示作業を容易に行い得られるようにした
装置を提供することをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、上記目的を達成すべく、１対の電
極ロールを備えるシーム溶接機の機体に搭載する
多軸ロボツトと機構学的寸法及び動作が同一で且
つ各軸に駆動源に代えて各エンコーダを連結した
ロボツト模型を用意すると共に、該機体とは別に
該電極ロールに対応する１対の教示用ロールとそ
の駆動源とを備える教示用枠体を設け、該ロボツ
ト模型を該教示用ロールに対する相対位置が該ロ
ボツトの該電極ロールに対する相対位置と機構学
的に同一となるように該枠体に搭載した。

（作用） ロボツト模型にワークを保持させ、教示用ロー
ルを駆動源により所定の周速度で回転駆動しつ
つ、作業者がワークを誘導してその溶接部を該教
示用ロール間にその回転に同期して送り込み、各
エンコーダで検出される該模型の各軸の位置デー
タを所定時間間隔で適宜の記憶装置に入力してこ
れに記憶させる。

この教示作業に際し、ロボツト模型の各軸は、
実機に搭載するロボツトで直接教示を行う場合と
異なり、駆動源による負荷を受けずにワークの移
動に伴つて円滑に動き、従つてワークを軽い力で
誘導でき、教示作業が容易となる。

又、教示用枠体に搭載したロボツト模型と教示
用ロールとの相対位置と、シーム溶接機の機体に
搭載するロボツトと電極ロールとの相対位置と相
互の位置精度も、シーム溶接機にロボツトとロボ
ツト模型とをシフト自在に搭載する場合における
位置決めの困難性がなくて向上される。

更に、教示用枠体には、教示用ロールとその駆
動源及びロボツト模型を搭載するだけであつて、
トランス類を搭載するシーム溶接機に比し遥に小
型に得られ、シーム溶接機の配置間隔等の適宜の
デツドスペースに該枠体を配置して教示作業を行
い得られ、工場スペースの有効利用を図ることが
できる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図乃至第３図を参照して、１はシーム溶接
機の機体を示し、該機体１の前部に上下１対の電
極ロール２₁，２₂と、その後部に該各ロール２₁，
２₂の駆動源３₁，３₂とを設け、ここで上部電極
ロール２₁は、加圧シリンダ４により昇降される
電極ホルダ５₁に軸支されて、駆動源３₁によりナ
ールギア６を介して回転駆動され、又下部電極ロ
ール２₂は、該機体１に固定の電極ホルダ５₂に軸
支されて駆動源３₂により回転駆動されるものと
し、２輪車用燃料タンク等のワークＷの溶接部を
該上部電極ロール２₁の下降で該下部電極ロール
２₂との間に挾み、この状態で該両ロール２₁，２
_２を回転駆動すると共に、これに該機体１の後部
に搭載したトランス７からオンス銅板８を介して
通電して、溶接部のシーム溶接を行うようにし、
このシーム溶接に際しワークＷを誘導して溶接部
を該両ロール２₁，２₂間にその回転に同期して送
り込むべく、該機体１にロボツト９を搭載した。
図面で２ａは上部電極ロール２₁の周速検出器を
示す。

該ロボツト９は、該機体１の上面に固設した基
台１０に垂直の第１軸１１ａを中心にして旋回自
在に軸設したロボツト本体１１と、該ロボツト本
体１１の頂部に水平の第２軸１２ａを中心にして
揺動自在に軸設した前方にのびる第１アーム１２
と、該第１アーム１２の先端に水平の第３軸１３
ａを中心にして揺動自在に軸設した下方にのびる
第２アーム１３と、該第２アーム１３の下端に図
示しない平行規定機構により常時一定姿勢に保持
されるように取付けた手首１４とから成り、該手
首１４に垂直の第４軸１５ａを中心にして回転自
在の手首アーム１５を軸設し、該アーム１５に十
字継手１６を介してワーク保持具１７を取付け、
該各軸１１ａ，１２ａ，１３ａ，１５ａを夫々減
速機付きの各別の駆動源１８₁，１８₂，１８₃，
１８₄により回転制御して、該保持具１７に保持
させたワークＷを所定数示軌跡通りに誘導し得る
ようにした。

尚、図示のものではロボツト本体１１に、第２
軸１２ａ用の駆動源１８₂に加えて第３軸１３ａ
用の駆動源１８₃を搭載し、該駆動源１８₃により
図示しないチエーンを介して該第３軸１３ａを回
転せしめるようにした。

以上は、本願出願人が先に提案した自動シーム
溶接装置と特に異らず、これ以上の詳細な説明は
省略して、以下本発明の特徴とする教示装置につ
いて説明する。

第４図乃至第６図を参照して、１０１は前記電
極ロール２₁，２₂に対応する上下１対の教示用ロ
ール１０２₁，１０２₂とその駆動源１０３とを備
える教示用枠体を示し、前記ロボツト９と機構学
的寸法及び動作が同一のロボツト模型１０９を、
該教示用ロール１０２₁，１０２₂に対する相対位
置が該電極ロール２₁，２₂に対する該ロボツト９
の相対位置と機構学的に同一となるように該枠体
１０１に搭載するものとし、これを更に詳述する
に、該枠体１０１の高さ方向中間部に固設したホ
ルダ１０５₂の下部教示用ロール１０２₂を軸支
し、該ホルダ１０５₂の上側に加圧シリンダ１０
４により枢軸１０５ａを中心にして上下方向に揺
動されるホルダ１０５₁を設けて、該ホルダ１０
５₁に上部教示用ロール１０２₁を軸支すると共
に、その尾端に駆動源１０３を取付けて、かくて
該両教示用ロール１０２₁，１０２₂間にワークＷ
の溶接部を挾んだ状態で該上部教示用ロール１０
２₁を該駆動源１０３により所定の周速度で回転
駆動させれば、ワークＷを介して該下部電極ロー
ル１０２₂が従動回転されて、該両ロール１０２
_１，１０２₂間に溶接部が引込まれるようにした、
図面で１０２ａは上部教示用ロール１０２₁の周
速検出器を示す。

該ロボツト模型１０９は、該枠体１０１の上面
に固設した基台１１０に垂直の第１軸１１１ａを
中心にして旋回自在に軸設したロボツト本体１１
１と、該ロボツト本体１１１の頂部に水平の第２
軸１１２ａを中心にして揺動自在に軸設した前方
にのびる第１アーム１１２と、該第１アーム１１
２の先端に水平の第３軸１１３ａを中心にして揺
動自在に軸設した第２アーム１１３と、該第２ア
ーム１１３の下端に、該各アーム１１２，１１３
に平行の１対のリンク１１４ａ，１１４ｂから成
るリンク式平行定規機構により常時一定姿勢に保
持されるように取付けた手首１１４とから成り、
該手首１１４に垂直の第４軸１１５ａを中心にし
て回転自在の手首アーム１１５を軸設し、該アー
ム１１５に前記ロボツト９と同一の十字継手１６
を介してワーク保持具１７を取付けるようにし、
ここで第１第２アーム１１２，１１３、手首１１
４、手首アーム１１５は上記した実機のロボツト
９のそれと機構学的寸法が同一となるように構成
し、又ロボツト本体１１１を、第１軸１１１ａと
第２軸１１２ａの教示用ロール１０２₁，１０２₂
に対する相対位置がロボツト９の第１第２軸１１
ａ，１２ａの電極ロール２₁，２₂に対する相対位
置と機構学的に同一となるように構成し、更に第
７図に示す如く、基台１１０に減速機１１９₁を
介して第１軸１１１ａに連結される第１エンコー
ダ１２０₁と、ロボツト本体１１１の第２軸１１
２ａの軸支部一側に減速機１１９₂を介して該第
２軸１１２ａに連結される第２エンコーダ１２０
_２と、その他側に減速機１１９₃と第１アーム１１
２に平行のリンク１２１とを介して第２アーム１
１３、即ち第３軸１１３ａに連結される第３エン
コーダ１２０₃とを取付け、又手首１１４に、第
４図に示す如く、減速機１１９₄を介して第４軸
１１５ａに連結される第４エンコーダ１２０₄を
取付けた。

図面で１２１ａは減速機１１９₃に連結される
回動アーム、１２１ｂは該アーム１２１ａとリン
ク１２１とを連結する連結片、１２２はロボツト
本体１１１と第１アーム１１２の先端部との間に
張設したバランサスプリングを示す。

以上の如く構成された教示装置を用い、ロボツ
ト模型１０９にワークＷを保持させ、教示用ロー
ル１０２₁，１０２₂を所定の周速度で回転させつ
つワークＷを作業者が誘導してその溶接部を該ロ
ール１０２₁，１０２₂間にその回転に同期して送
り込み、第１乃至第４の各エコーダ１２０₁，１
２０₂，１２０₃，１２０₄からの各軸１１１ａ，
１１２ａ，１１３ａ，１１５ａの位置信号を、第
８図に示す如く、サンプリング周期発振器１２３
により規定される所定の時間間隔で方向判別機１
２４、現在値カウンタ１２５、バツフア１２６を
介してメモリ１２７に入力し、この教示作業終了
後実働時の電極ロール２₁，２₂の周速や溶接電流
等の溶接条件に合せて該メモリ１２７に格納され
た教示データをソフト的に演算修正し、実機ロボ
ツチ９の制御データを作成する。図面で１２８は
初期値設定器、１２９はCPUを示す。

（発明の効果） 以上の如く本発明によるときは、ロボツト模型
を用いて軽い力で教作業を行い得られ、作業性が
向上すると共に、シーム溶接機の機体とは別の枠
体に教示用ロールと該ロボツト模型とを所定の位
置関係で搭載するもので、シーム溶接機の機体に
ロボツトとロボツト模型とをシフト自在に搭載す
る場合に比し、シーム溶接機を小型に得られ、且
つロボツト模型の位置精度も確保し易くなつて、
ロボツトと電極ロールとの位置関係に合致した正
確な教示データを取ることができ、更に枠体も小
型のものに得られて、工場の適宜のデツドスペー
スを教示作業場所に利用可能となり、工場スペー
スの有効利用を図れる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動シーム溶接装置の側面図、第２図
及び第３図は夫々その正面図と平面図、第４図は
本発明教示装置の１例の側面図、第５図及び第６
図は夫々その正面図と平面図、第７図は第４図の
−線拡大断面図、第８図はエンコーダからの
信号を記憶させる記憶装置のブロツク図である。 １……シーム溶接機の機体、２₁，２₂……電極
ロール、９……ロボツト、１０１……教示用枠
体、１０２₁，１０２₂……教示用ロール、１０３
……駆動源、１０９……ロボツト模型、１２０₁，
１２０₂，１２０₃，１２０₄……エンコーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １対の電極ロールを備えるシーム溶接機の機
   体に多軸ロボツトを搭載し、該ロボツトによりワ
   ークを誘導してその溶接部を該電極ロール間に送
   り込むようにした自動シーム溶接装置におけるロ
   ボツトの教示装置であつて、該ロボツトと機構学
   的寸法及び動作が同一で且つ各軸に駆動源に代え
   て各エンコーダを連結したロボツト模型を用意す
   ると共に、該機体とは別に該電極ロールに対応す
   る１対の教示用ロールとその駆動源とを備える教
   示用枠体を設け、該ロボツト模型を該教示用ロー
   ルに対する相対位置が該ロボツトの該電極ロール
   に対する相対位置と機構学的に同一となるように
   該枠体に搭載したことを特徴とする自動シーム溶
   接装置におけるロボツトの教示装置。