JPH0341896Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は金属等の溶接加工における技術分野で
利用され、特に、溶接ロボツトに関するものであ
る。

（従来の技術） 自動溶接装置として利用されているものには、
従来、ワークを溶接ゾーンに送入するための材料
保持用ロボツトと、溶接ゾーンに配置した溶接用
ロボツトとを組合せたものや、ワーク保持機能と
溶接機能とを備えるように特別に製作された専用
機とがある。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、これらの設備は溶接加工の自動化を図
つたものであつて、前者においてはロボツトの台
数に比例して設備コストおよび据付面積が増大し
たり、後者においてはワークを溶接ゾーンに対し
手作業で直接供給するので防護手段を必要とした
りするなどの不具合が生じる。

本考案はかかる従来の上記問題点にかんがみ、
１台のロボツトで材料保持と溶接加工ができるよ
うにした溶接ロボツトを提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案の上記問題点を解決するための手段は、
適宜の手段によつて位置決めされたワークを、ワ
ーク取付部材上まで保持して溶接するものであつ
て、基台に昇降可能に支持せしめた多関節アーム
の先端部縦回動軸の下端部には、ワークホルダが
連設されるとともに、該ワークホルダの上方に設
けた横回動軸にトーチが保持アームを介して連設
され、前記ワークホルダは先端部縦回動軸に固設
したブラケツトと、該ブラケツトに枢支され、か
つブラケツトとの間に位置固定手段を介在せしめ
たデイスクと、該デイスクに対し傾斜角調整可能
に連設されたワーク押圧手段と、該ワーク押圧手
段に連設して自転が拘束されたワーク保持部材
と、ワークホルダ下端部に遊嵌されてワークの非
溶接部を被覆するカバー部材とからなることを特
徴とするものである。

（作用） 上記の手段による作用は、位置決めされたワー
クはワーク保持部材で保持してワーク取付部材上
の被溶接部に載置され、ワーク押圧手段およびワ
ーク保持部材でワークをワーク取付部材に押し付
けながら仮付け溶接が行なわれたのち、ワーク押
圧手段およびワーク保持部材が退避するととも
に、カバー部材がワークの非溶接部を被覆する。
この状態で本溶接が行なわれるとき、ワーク側に
飛散するスパツタはカバー部材で阻止される。

前記ワークが傾斜角をもつている場合は、ワー
ク押圧手段のシリンダ保持フランジをワークホル
ダのデイスクに対して回動させることにより、ワ
ークホルダの軸心はワークの軸心と一致するの
で、傾斜角をもつワークの保持が可能となる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図および第２図に示す溶接ロボツト１は、
床Ｆ上に立設した基台２に昇降体３が上下移動可
能に設けられ、該昇降体には水平方向に延びる多
関節アーム４が支持されている。該多関節アーム
は前記昇降体３に取付けた基部回動軸５から第１
アーム６、中間部縦回動軸７、第２アーム８およ
び先端部縦回動軸９を順次に接続して形成されて
おり、該先端部縦回動軸の下端部にはワークホル
ダ１０が連設されるとともに、該ワークホルダの
上方位置に設けた横回動軸１１にアーク溶接用の
トーチ１２が保持アーム１３を介して連設されて
いる。溶接ロボツト１は公知の記憶装置および制
御装置等が内蔵されたもので、その作動範囲１４
内にワーク供給手段１５およびワーク取付部材搬
送手段１６が付設されており、本例におけるワー
クＷはフオークリフト等に適用されるローラのシ
ヤフトで、ワーク取付部材Ｂはローラを介して相
対伸縮動作をするマストとする。

前記ワークホルダ１０は第３図において、前記
先端部縦回動軸９の下端に固設したブラケツト１
７と、該ブラケツトに枢支され、かつブラケツト
１７との間に位置固定手段１８を介在せしめたデ
イスク１９と、該デイスクに対し傾斜角θが調整
可能に連設されたワーク押圧手段２０と、該ワー
ク押圧手段に連設して自転が拘束された電磁石、
永久磁石等のワーク保持部材２１と、前記ワーク
ホルダの下端部に遊嵌されてワークＷの非溶接部
を被覆するカバー部材２２とからなつている。

すなわち、前記ブラケツト１７は断面Ｌ形の本
体２３がボルト２４により先端部縦回動軸９に締
結され、本体２３の下部に適当な手段で固定した
軸受箱２５には、軸受２６，２６が収容されてい
る。

前記デイスク１９は中心部に突設した支軸２７
が前記軸受２６に枢支されるとともに、下面に
は、支軸２７の軸心C₁に対して軸心C₂を1゜傾斜さ
せた傾斜穴２８が穿設されている。

前記位置固定手段１８はワークＷの仮付け溶接
時に溶接開始起点を設定したり、本溶接時にブラ
ケツト１７とデイスク１９を結合したりするもの
で、デイスク１９上面の外周部に互いに180゜を保
つて穿設された係合穴２９，２９と、前記ブラケ
ツト１７に適宜の手段で固設されたシリンダ３０
と、該シリンダにより前記係合穴２９に対して係
脱せしめる係止ピン３１とからなつている。

前記ワーク押圧手段２０はワークＷの仮付け溶
接をする際に、ワーク保持部材２１によりワーク
Ｗをワーク取付部材Ｂに対して押し付けるための
もので、シリンダ３２の上端部に連設したシリン
ダ保持フランジ３３は、その上面に、シリンダ３
２、すなわちワーク保持部材２１の軸心C₃に対
して軸心C₂を1゜傾斜させた傾斜突起部３３ａが形
成され、該傾斜突起部を前記傾斜穴２８に嵌合し
て外周部に配置したたとえば３本の締付けボルト
３４で固定されており、傾斜角θが2゜に形成され
たワークＷ（第３図実線）の保持状態からシリン
ダ保持フランジ３３を180゜回動してワーク保持部
材２１の軸心C₃をデイスク１９の軸心C₁に一致
させることにより、普通形状のワークＷ（第３図
鎖線）の保持状態に適応可能とされている。

一方、ピストンロツド３２ａの下端に着脱可能
に取付けた前記ワーク保持部材２１には、ガイド
スリーブ３５が嵌着され、該ガイドスリーブは下
端部にワークＷの内腔に摺接して心合せをするた
めの円錐面部３５ａを形成されるとともに、外周
部に穿設した段付き透孔３５ｂ，３５ｂをシリン
ダ３２の下方に突設したガイドバー３６，３６に
遊嵌することにより、ワーク保持部材２１は自転
が拘束されて昇降可能に構成される。

前記カバー部材２２はワークＷの本溶接時にス
パツタが非溶接部に付着するのを防ぐためのもの
で、円筒状に形成されて前記ガイドスリーブ３５
の外周に遊嵌され、常時、自重でワークＷの非溶
接部を被覆せしめ、その上端縁には落下を防ぐた
めの鍔部２２ａが形成されている。

前記ワーク供給手段１５は溶接ロボツト１の作
動範囲１４内の必要位置Ｐに、ワークＷを順次供
給して位置決めを行なうものであつて、第４図な
いし第６図に示すように、床Ｆに固設した架台４
１上に駆動側軸４２および従動側軸４３が配設さ
れ、該各軸に固着した複列のスプロケツト４２
ａ，４３ａにそれぞれ無端チエーン４４，４４が
巻回され、該無端チエーンは等間隔位置にアタツ
チメント４４ａが取付けられるとともに、チエー
ンガイド４５上を摺動可能に設けられ、互いに平
行するアタツチメント４４ａ，４４ａ間にそれぞ
れ位置決め用プレート４６を架設してチエーンコ
ンベヤ４７が構成されている。

位置決め用プレート４６は形状の異なるワーク
Ｗ（本例では２種類）を嵌め込むためのガイド穴
４６ａ，４６ｂが段差をもつ同心状に穿設され、
該ガイド穴の前側（第４図において右側）の上面
に溝状の目印合せ部４６ｃが形成されている。該
目印合せ部にたとえば傾斜角θをもつワークＷの
フランジ薄肉部に形成した目印Ｍを適合させるこ
とにより溶接ロボツト１への受渡しとワーク取付
部材Ｂの取付け位置における傾斜方向の設定とが
正確に行なわれるようになつている。

一方、前記駆動側軸４２の突出端部と電磁クラ
ツチ付きモータ等の駆動手段４８の出力軸４８ａ
とには、小諏プロケツト４９ａおよび大スプロケ
ツト４９ｂに無端チエーン４９ｃを巻回してなる
伝動機構４９が介設され、駆動手段４８は前記位
置決め用プレート４６を１個ずつ間欠移動させる
ための１回転カムおよびマイロスイツチ（いずれ
も図示省略）が取付けられている。

さらに、前記チエーンコンベヤ４７の前端（第
４図および第５図において右端）部には、供給端
位置決め機構５０が設けられている。該供給端位
置決め機構は前記位置決め用プレート４６を溶接
ロボツト１の作動範囲１４内における必要位置Ｐ
に位置決めをするためのもので、架台４１上の先
端部に固定した押し戻し用シリンダ５１と、チエ
ーンコンベヤ４７前端部の両側方に設けた固定側
ガイドローラ５２ａおよび押圧側ガイドローラ５
２ｂでなる側部挟持具５２と、前記チエーンガイ
ド４５の前方位置で位置決め用プレート４６を支
承する受けローラ５３とからなり、チエーンコン
ベヤ４７前端部の必要位置Ｐに進入する位置決め
用プレート４６の移動量は、少し超過気味に設定
されていて、進入位置から押し戻し用シリンダ５
１で必要位置Ｐに位置させたのち、側部挟持具５
２で固定するように構成されている。

前記ワーク取付部材搬送手段１６はワーク取付
部材Ｂを間欠搬送するとともに、溶接ロボツト１
の作動範囲１４内における溶接ゾーンＺにワーク
取付部材Ｂの被溶接部を臨ませて固定するもの
で、第７図ないし第９図に示すように、架台５５
上に複数の駆動ローラ５６が等間隔に配設され、
前記溶接ゾーンＺにおける駆動ローラ５６相互間
の空所の下方位置には、ワーク取付部材Ｂの搬送
端位置を制止するためのストツパ５７が駆動ロー
ラ５６の上方位置に対して昇降可能に設けられ、
該ストツパは架台５５に固設した昇降用シリンダ
５８と、該昇降用シリンダに連設した平行ロツド
５９と、該平行ロツドの上端部に枢支された管状
ローラ６０と、架台５５に固設して平行ロツド５
９の中間部を摺動可能に支持するロツドガイド６
１とからなつている。

一方、架台５５側端のビーム５５ａに位置決め
機構６２が設けられており、該位置決め機構はビ
ーム５５ａの上面に搬送方向と平行して固設され
たあり形のガイドレール６３の、該ガイドレール
上を移動するフレーム６４と、該フレームに設け
た駆動側挟持部材６５、従動側挟持部材６６、ピ
ニオン６７および挟持用シリンダ６８と、フレー
ム６４の搬送方向における位置を調整するための
位置調整用シリンダ６９とからなつている。すな
わち、前記フレーム６４は基部６４ａの上方から
搬送方向と交叉する方向に延びる駆動側ガイド部
６４ｂが連設され、該駆動側ガイド部から下方に
シリンダ保持部６４ｃを連設してほぼ逆溝状に形
成されており、前記基部６４ａはガイドレール６
３に摺動可能にあり嵌合されるとともに、架台５
５に固設した位置調整用シリンダ６９のピストン
ロツド６９ａが連設され、駆動側ガイド部６４ｂ
に摺動可能にあり嵌合された駆動側挟持部材６５
は、前記シリンダ保持部６４ｃに固設した挟持用
シリンダ６８のピストンロツド６８ａが連設され
ている。

また、前記駆動側ガイド部６４ｂの下方位置に
は従動側ガイド部６４ｄが駆動側ガイド部６４ｂ
と平行するようにフレーム６４に固設され、従動
側ガイド部６４ｄに摺動可能にあり嵌合した従動
側挟持部材６６のラツク部６６ａと前記駆動側挟
持部材６５のラツク部６５ａとの間に両者と噛合
するピニオン６７を介在させて挟持シリンダ６８
を伸縮させることにより、各挟持部材の下端部に
設けた各爪６５ｂ，６６ｂがワーク取付部材Ｂを
開閉可能に挟持するように構成されている。

次に、上記実施例の作用について説明する。

予め、ワーク供給手段１５の各位置決め用プレ
ート４６のガイド穴４６ａ，４６ｂにワークＷを
（傾斜角θをもつワークＷであれば、その目的Ｍ
を目印合せ部４６ｃに適合させて）手作業で順次
嵌め込み、ワーク番号を溶接ロボツト１の記憶装
置に登録して最前端のワークＷを必要位置Ｐに位
置させておく。溶接ロボツト１の動作は記憶装置
に登録された情報に基づく制御装置の信号によつ
て行なわれる。

先ず、溶接ロボツト１の多関節アーム４が自由
位置から旋回動作をしてワークホルダ１０がワー
クＷの直上方の適当位置まで移動する（ワークＷ
が傾斜角θをもつているときは、シリンダ保持フ
ランジ３３を手動で回動してワーク保持部材２１
の傾きを傾斜角θに適合させておく。） 次に、シリンダ３２が下降駆動をしてガイドス
リーブ３５をワークＷの内腔に摺接させながらワ
ーク保持部材２１が磁気吸引力でワークＷを保持
する。

一方、ワーク取付部材搬送手段１６を駆動して
ワーク取付部材Ｂの被溶接部を溶接ゾーンＺの適
当位置に進入させ、位置決め機構６２により位置
を固定する。

続いて、溶接ロボツト１の多関節アーム４が上
昇動作と旋回動作をして、ワーク保持部材２１で
保持したワークＷをワーク取付部材Ｂ上の被溶接
部に適合させたのち、ワークＷはシリンダ３２の
下降駆動でワーク取付部材Ｂに強く押し付けられ
た状態を維持しておき、位置固定手段１８へシリ
ンダ３０の上昇駆動で係止ピン３１が係合穴２９
から離脱する。ここで、トーチ１２は先端部縦回
動軸９による回動が可能となるので、ワークＷの
２ケ所（第３図実線位置で１個所、180゜回つて１
個所）５mmないし10mmの仮付け溶接を行なつてト
ーチ１２をさらに180゜回して原位置に復帰させた
のち、前記シリンダ３０が下降駆動をして係止ピ
ン３１を係合穴２９に係止させ、前記シリンダ３
２の上昇駆動によりワーク保持部材２１がワーク
Ｗの上方に離脱する。

その後、先端部縦回動軸９で回動されるトーチ
１２によつてワークＷの全周に本溶接が行なわれ
る。このとき、ワークＷの非溶接部はカバー部材
２２で完全に被覆されているので、スパツタの付
着するおそれがない。溶接加工を完了したワーク
取付部材Ｂは、位置決め機構６２による固定が解
除されて駆動ローラ５６により次工程に搬出さ
れ、後続のワークＷは順次追送されてくるワーク
取付部材Ｂに対し、上述と同様の順序に従つてそ
れぞれ溶接加工が行なわれる。

（効果） 本考案は上記の構成により、溶接ロボツトは１
台でワークの保持動作と溶接動作とが自動的に行
なわれるから、設備コストの低減と据付面積の節
減とができるばかりでなく、構造が簡単で操作が
極めて容易であり、しかも、ワークを手作業で溶
接ゾーンに直接供給しないので安全性が著しく向
上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施態様を例示し、第１図は溶
接ロボツトの平面図、第２図は同正面図、第３図
はワークホルダおよびトーチを拡大し、一部を断
面で示す正面図、第４図はワーク供給手段の平面
図、第５図は同正面図、第６図は第４図の−
線における位置決め用プレートの断面図、第７図
はワーク取付部材搬送手段の要部を示す平面図、
第８図は第７図の−線におけるストツパの正
面図、第９図は第７図の−線における位置決
め機構の正面図である。 １……溶接ロボツト、２……基台、３……昇降
体、４……多関節アーム、９……先端部縦回動
軸、１０……ワークホルダ、１１……横回動軸、
１２……トーチ、１３……保持アーム、１５……
ワーク供給手段、１６……ワーク取付部材搬送手
段、１７……ブラケツト、１８……位置固定手
段、１９……デイスク、２０……ワーク押圧手
段、２１……ワーク保持部材、２２……カバー部
材、５０……供給端位置決め機構、６２……位置
決め機構、Ｗ……ワーク、Ｂ……ワーク取付部
材、θ……傾斜角、Ｐ……必要位置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 適宜の手段によつて位置決めされたワークを、
   ワーク取付部材上まで保持して溶接するものであ
   つて、基台に昇降可能に支持せしめた多関節アー
   ムの先端部縦回動軸の下端部には、ワークホルダ
   が連設されるとともに、該ワークホルダの上方に
   設けた横回動軸にトーチが保持アームを介して連
   設され、前記ワークホルダは先端部縦回動軸に固
   設したブラケツトと、該ブラケツトに枢支され、
   かつブラケツトとの間に位置固定手段を介在せし
   めたデイスクと、該デイスクに対し傾斜角調整可
   能に連設されたワーク押圧手段と、該ワーク押圧
   手段に連設して自転が拘束されたワーク保持部材
   と、ワークホルダ下端部に遊嵌されてワークの非
   溶接部を被覆するカバー部材とからなることを特
   徴とする溶接ロボツト。