JPH0351507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は多点溶接ロボツトに関する。

＜従来の技術＞ 従来の点溶接ロボツト（マニピユレータ）は、
一個の点溶接ガンを腕の先につけ、上下前後左
右、そして三軸回転、つまり六軸動作をさせられ
るようにし、テーチング、プレイバツク方式等に
より、ロボツトの前へ送られて来た被溶接物の各
溶接位置を次々と溶接する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 従来の溶接ロボツトは一個の溶接ガンを操作し
て溶接部を一点ずつ順次溶接するため、一製品の
溶接中、ガンを隣接溶接位置へ移動する時間が不
可欠である。

この移動時間は溶接の正味時間より、はるかに
大きい。移動時間を無くすには、周知の多点溶接
機を使えばよい。何点でも同時に溶接できる。

しかし多点溶接機はすべて、ある一種類の製品
（鋼板部品）の専用機として作られている。異な
る製品を溶接するには、ジグは無論、それまでの
ガンと下部電極をその製品用の上部電極用ガンと
下部電極に取換え、その製品の専用機に衣換えさ
せねばならない。もつとも類似製品を多点溶接す
る場合、一本のガンだけ僅に移動させるか、傾斜
させるかして、対応させる事も一部に行われてい
るが、無論類似製品に限られ、少し変つた形の製
品は、対象外であつた。

この発明は、従来の点溶接ロボツトの機能、つ
まり記憶により溶接ガンを当該製品の溶接位置に
つける自動適応機能を、多点溶接機の各上部電極
ガンに与え、溶接ロボツトの集合体とし協同して
製品を一斉溶接できないか、という着想にもとづ
くものである。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明の多点溶接ロボツトはプレス成形した
鋼板製品複数種類の多点溶接に必要なすべての下
部電極を、それぞれの位置、高さ、向きに固定し
た下部電極台とこの下部電極台に対向して設置し
た上部電極用機枠と、この機枠の、上記下部電極
台との対向面を複数区画に区分し、各区画に１セ
ツトずつ配設した少なくとも三軸方向の駆動、案
内機構つき溶接ガン取付板と、上記各取付板に複
数本ずつ、基端を固定し、一本ごとに加圧、通電
を可能にした上部電極付き溶接ガンと、製品の種
類を指定された時、上記各取付板をぞれぞれ記憶
した対応位置へ動かし、所要位置の上部電極付き
ガンにだけ溶接指令を出す総合制御装置とを備え
る事を特徴とする。なお望ましくは、その三軸方
向駆動機構は、溶接加圧方向が流体圧駆動、他の
二軸方向がネジ駆動によるものであることを特徴
とする。

＜作用＞ 従来の溶接ロボツトはＸ形ガン、Ｃ形ガン等、
両電極により製品溶接部を挟圧する型式のガンを
使うのが一般で、その重いガンを長い腕の先に着
けて振回し、しかもガンを上下、前後、左右の三
軸方向動作のほか各軸まわりの回転動作もさせる
ため、大きく重く高価なものになつている。

これに対し、この発明の多点溶接ロボツトは原
則として上部電極だけ付けたシングルガンを用
い、下部電極は製品導入路下側の下部電極台に、
すべて固定しておく。下部電極はガンに付けず直
接、二次電流回路に接続しておけばよいから、上
部電極のように製品が変るたびに場所を変えなく
ても、簡単な電極片を予想製品のすべての必要箇
所に配設しておけば足りる。これでロボツト操作
は軽いシングルガンを扱う事になつたが、さらに
上部電極用機枠を複数区画に区分し、各区画に一
セツトずつガン取付板とその三軸駆動、案内機構
を設けて、各溶接部を分担させ、さらにそれぞれ
のガン取付板に複数本の上部電極付きガンを取付
け、所要位置のガンにだけ溶接指令を出すように
したから、ガンとその取付板の移動範囲を小さく
し、移動経路を簡易化した。

シングルガンは溶接加圧反力を受けるから、強
力な支持機構が必要になるが、下部電極台の真上
または真横に設置した上部電極用機枠は、加圧反
力を受止めやすい位置にあるため、ロボツト腕に
当る部分はガンと機枠の間で力を伝達すれば足り
る。

各ガンの分担空間は小さいから、これを動かす
案内駆動機構も小さいが、それでも一個の溶接ロ
ボツトの働きをするため必要な制御装置を備え
る。各制御装置は総合制御装置としてまとまり、
全体として予想製品の各溶接部を分担して、それ
ぞれのガンを溶接位置に付け、一斉溶接するので
ある。

製品が箱形の場合、箱の底側は文字通りの上下
電極でよいが、箱の側板側を横向きで溶接する場
合も上下（正確には内外）電極と呼ぶことにす
る。この場合、上部電極は下部電極台の真横の機
枠に配設した横向きガンに付く。

このように、箱の底は下部電極台の真上の機
枠、箱の側板は真横の機枠に配設したそれぞれの
ガンで溶接するから、従来の一個のガンで全方向
の溶接部を溶接する場合のように、ガンの向きを
難しく変える必要がなく、ほとんどの場合、各ガ
ン取付板は三軸方向に可動であれば足りる。

＜実施例＞ 第１図はこの発明の一実施例正面図、第２図は
その上部電極側の側面図、第３図は駆動機構の要
部正面図である。図中、１は簡略に画いた下部電
極台、Ｅは下部電極、１０は上部電極用機枠、
E′は上部電極、Ｇは溶接ガン、１１はガン取付
板、１２はその案内、駆動機構で、これは機枠１
０下面の左右に伸びた二本の鳩尾形断面レール１
３、このレール１３をくわえて吊られ、左右へ摺
動可能な三枚の横行板１４、機枠１０下面の上記
両レール１３，１３間に両端を支持され、機枠１
０上面の各サーボモータ１５により回されるそれ
ぞれの駆動ネジ１６、これらネジ１６にはまつた
メネジをもつ各横行板１４の受動ブロツク１７、
またその横行板１４下面の左右脚板１４ａ下縁に
鳩尾断面で係合し吊下げられた各縦動板１８、そ
の縦動板１８を縦動（前後動）させるため駆動ネ
ジ１９ａを回す各サーボモータ１９、その駆動ネ
ジ１９ａに係合したメネジをもつ縦動板１８側受
動ブロツク２０、そして各縦動板１８下面から垂
下した昇降部２１等からなり、この昇降部２１下
部に前述のガン取付板１１が取付けてある。

昇降部２１は第２図にカバーを除いたところを
示すが、この例では空気シリンダ２１ａの左右に
案内棒を立て、弁を開けば取付板１１とガンＧが
重力降下して上部電極E′が製品溶接部に載つて停
止するようにしており、停止後、溶接加圧反力で
ガンＧが押上げられない程度にシリンダ２１ａの
内圧を高める。また溶接後、ガンＧを引上げるの
も、このシリンダ２１ａによる。

この実施例の動きと共に総合制御装置の働きを
簡単に述べると、まず製品（鋼板部材）Ｗを第１
図のように、下部電極Ｅの所定のものに載せる
と、溶接位置が電極Ｅ上面に密接して載る。製品
Ｗを自動送給する場合、位置決めピン、押さえ機
構が加わるが、図では省略した。

製品Ｗは予め総合制御装置に記憶させた何種類
かの製品の中の一つで、製品を自動送給する場合
は自動検知機構により、そうでない場合は手動に
より総合制御装置に種類を指定してやると、予め
教えられた通り、それぞれのサーボモータ１５，
１９により三枚のガン取付板１１が各個に基準位
置（または現在位置）から縦横に所要距離ずつ移
動する。

こうしてガン取付板１１がそれぞれ所定位置の
真上に来たら昇降部の空気シリンダ２１ａへの電
磁弁を聞かせて取付板１１、ガンＧを自重降下さ
せる。

これで予め設計された通り、各取付板１１の三
本のガンＧのうち所要のものが、上部電極E′を製
品Ｗの溶接予定位置に載せて停まる。

そこで上記電磁弁へ指令して昇降部空気シリン
ダ２１ａに溶接加圧力相当の内圧を生ぜしめた
後、各ガンＧに一斉にか、または段階的に溶接動
作を命ずると、加圧、通電により全部の溶接が完
了する。

そこで電磁弁を切替えて、昇降部空気シリンダ
２１ａによりガンＧを待機位置まで引上げて製品
の入れ換えを待つが、あるいは直ちにガンの位置
を変え、もう一度同一製品の他の位置を溶接させ
てもよい。

次に上部電極E′を下でなく横へ押付ける場合の
実施例を第４図により説明する。第１図の下部電
極台１右端の横向き下部電極Ｅが、製品裏側に当
たり、そこへ第４図の横向きガンＧの上部電極
E′が押付けられるわけである。

この横向き多点溶接ロボツトは、下部電極台１
の真横に設置した機枠１０′を基盤にして、その
上にガン取付板１１の案内、駆動機構１２を載せ
ている。その案内駆動機構１２の概略は、機枠１
０′上面の浮上り防止用の鳩尾用レール２２に滑
合して横方向（溶接加圧方向）へ移動する横行台
２３、これを駆動する流体圧シリンダ２４、横行
台２３前面の上下水平鳩尾レール２５沿いに水平
移動する垂直縦動板２６、その駆動用サーボモー
タ２７、そして垂直縦動板２６の前面沿いに昇降
するガン取付板１１を駆動するサーボモータ２
８、そのネジ駆動の負担を軽くするため、ガンＧ
取付部を軽く引上げているバランス用空気シリン
ダ２９等で、これらが複数セツト、機枠１０′上
に並んでいる。もつとも横行台２３は一基とし、
各垂直縦動板２６の取付板１１、ガンＧ間に第１
図の昇降部２１を介入させてもよい。

サーボモータ２７，２８がネジ駆動によりガン
取付板１１を水平、垂直方向に調整移動した後、
流体圧シリンダ２４がガン取付板１１を溶接加圧
方向へ進め、ガン先端の上部電極E′が製品溶接予
定位置に達して加圧力が高まつたら、ガンＧへ溶
接指令を出す。

溶接後、ガンＧは流体圧シリンダ２４により引
戻される。

第１図の上方からの溶接も、第４図の横からの
溶接も、溶接加圧反力を受ける方向の位置決めに
はネジを使わず、流体圧を使つている。精密位置
決めに重要なネジ駆動機構は、これに沿うレール
等案内機構により加圧反力を受けない。溶接加圧
方向には精密位置決めの必要がないから、流体圧
による移動で足りる、という点溶接の特性を利用
した実施例である。

もつとも、この発明のガン取付板の三軸移動用
案内、駆動機構は、上記実施例の二軸方向はネ
ジ、加圧方向は流体圧と限定するわけでなく、機
械技術者の周知技術により多様に設計できる事は
いうまでもない。要はそれぞれのガン取付板が三
軸移動可能であり、しかも溶接加圧力により位置
決め精度を低下させるおそれのない設計であれば
よい。

単に三軸移動でなく、必要に応じて各軸の回転
動作を加える事も、従来技術から容易である。

逆に製品形状によつては、案内、駆動機構の一
部を省略する事も当然あり得る。

＜発明の効果＞ この発明は、従来、Ｘ形、Ｇ形の点溶接ガンを
一個腕の先に付け、一点溶接しては移動するもの
と決まつていた点溶接ロボツトの概念を大きく変
えた。それは多種類の製品溶接部裏側に当てる下
部電極すべてを配設した下部電極台と、その真上
又は真横の上部電極用機枠、これに配設した複数
個のガン取付板、案内、駆動機構により、製品溶
接部を複数のロボツトガンが協力して加圧、溶接
する集合式点溶接ロボツトとでも称すべき新型式
を開いた。

溶接すべき製品は大量生産の場合、種類が限定
されるから、この新型式ロボツトに適した種類に
対する溶接位置を予め教えておけば、次々と送給
される製品の種類に応じて総合制御装置が各ガン
を溶接位置に着け溶接する作業を自動的に行うの
で、使用ガン数が多いほど大きな生産性向上を得
られる。

またこの発明は、上部電極付きガンを複数本ず
つ付けたガン取付板を、分担範囲内だけで移動さ
せ、所要位置に来たガンにだけ溶接指令を出すか
ら、ロボツト腕にあたる案内、駆動機構が最小限
ですむため、まとまりのよいロボツト集合体とな
る。

さらにガン取付板の三軸方向駆動機構として、
溶接加圧方向だけ流体圧駆動、他方向はネジ駆動
としたものは、ロボツトとして三軸方向とも、サ
ーボモータ、ネジ駆動機構を用いる常識を排し、
精密位置決めに必要な二軸方向と、精密を要しな
いが溶接加圧反力に耐えられる事を要する一軸方
向とに最適な駆動機構として、位置決め精度を高
め寿命を大にした。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明一実施例の正面説明図、第２
図はその要部側面説明図、第３図は第１図の案
内、駆動機構一セツトの拡大説明図、第４図は上
部電極用機枠が下部電極台の真横にある場合のこ
の発明一実施例正面図である。 図中、１は下部電極台、１０は上部電極用機
枠、１１はガン取付板、１２はその案内、駆動機
構、Ｅ，E′は電極、Ｇは溶接ガンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プレス成形した鋼板製品複数種類の多点溶接
   に必要なすべての下部電極を、それぞれの位置、
   高さ、向きに固定した下部電極台と、 この下部電極台に対向して設置した上部電極用
   機枠と、 この機枠の、上記下部電極台との対向面を複数
   区画に区分し、各区画に１セツトずつ配設した少
   なくとも三軸方向の駆動、案内機構つき溶接ガン
   取付板と、 上記各取付板に複数本ずつ、基端を固定し、一
   本ごとに加圧、通電を可能にした上部電極付き溶
   接ガンと、 製品の種類を指定された時、上記各取付板をぞ
   れぞれ記憶した対応位置へ動かし、所要位置の上
   部電極付きガンにだけ溶接指令を出す総合制御装
   置と、 を備える事を特徴とする多点溶接ロボツト。 ２ 特許請求の範囲１に記載のロボツトにおい
   て、その三軸方向駆動機構は、溶接加圧方向が流
   体圧駆動、他の二軸方向がネジ駆動によるもので
   ある事を特徴とする多点溶接ロボツト。