JPH036869B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、点溶接用のロボツトのガン交換装
置に関し、与えられた記憶又は数値制御により、
ロボツトが自らガンを交換して溶接作業を進めら
れるようにした事を主な特徴とするものである。

点溶接用ロボツトは自動車工場等の流れ作業に
よる大量生産に多用されるようになつた。その場
合、製品の流れに沿つてロボツトを並べ、各ロボ
ボツトには担当する溶接部分に適したガンと電極
を与えている。従つてロボツトが作業中にガンや
電極を取換える必要は全くなく、点溶接用ロボツ
トとは一種の専用溶接機であると考えられてい
る。

本発明者は上のような業界常識か脱却し、点溶
接用ロボツトにも汎用性を与える事を考えた。

そこで、まず考えられるのは最近の工作機械の
工具交換自動化のように、ロボツトのガンに付け
た電極も自動交換して、多少の汎用性を与える事
である。しかし電極形状の変化は限られるため本
発明者は、抜本的にガンそのものを自動交換する
ことを課題として捕えた。

電極交換なら工作機械のマシニング・センター
の技術を流用して自動化できる。しかし、それ自
体が完成された点溶接機である大きなガン、しか
も付属設備として数万アンペアの溶接電流供給用
変圧器と太く重い二次ケーブルが付いたガンは工
具交換のように簡単にはゆかない。種々の困難を
克服して完成したこの発明は、流れ作業には不必
要かも知れない。しかし製品を一個ずつ点溶接で
組立てる場合、表面、内部、角や隅と多様な溶接
部を、この発明のガン交換装置をもつロボツトは
教えられたとおり、次々と最適ガンを使つて仕上
げる事ができるのである。

次に図面を参照して、この発明の構成、実施態
様を説明する。

第１，２図はこの発明一実施例の説明用立面
図、平面図である。この主要部は、定位置の溶接
治具２１に向つて据えられたロボツトＲと、その
ロボツトのアーム１が届く位置に配設された複数
個のガン定置台２と、その定置台２上に定置され
た、ガンブラケツト５，５′付きガンＧ，G′と、
各ガンの溶接用変圧器３を吊下げ、それぞれ溶接
治具２１の上方を水平移動可能な吊下機構４とか
らなり、ロボツトのアーム１の先端には、一対の
内向き係止端つき垂直板である固定腕６ａ，６ａ
及びその両腕間にクランプピストン１１を押出す
結合部材６を備え、ガンブラケツト５，５′は下
面に位置決め短円筒１３つき水平板１２をもち、
後端には上記固定腕６ａ，６ａ間へ上下から入込
み、クランプピストン１１とそのピン１１ａによ
り上下位置決め後、押付け固定される位置決め穴
１０つきＴ形係合部５ａを備え、ガン定置台２
は、上面に上記短円筒３がはまる位置決めピン２
ａ、左右に水平板１２の左右縁を引掛け抑えるク
ランプ２ｂをもつ頭部、及びその頭部を前後上下
に浮動可能に支持するコイルバネ１７，２０を備
える事をを特徴とするものである。ロボツト本体
Ｒの構造は問わない。要するにそのロボツトアー
ム先端１ａが点溶接ガン操作に必要な動作を行い
得るものであればよい。従つて、本体Ｒ、アーム
１の構造説明は行わない。同様に点溶接ガンの代
表例として示した周知のＸ型ガンＧ、Ｃ型ガン
G′の構造説明も略すが、いずれも変圧器３、二
次ケーブル３ａからの溶接電流を先端の対向電極
７，７へ伝え、流体圧シリンダ８により溶接物を
電極７，７間に加圧し、短時間通電後、加圧を解
くもので電極支持腕の形によりＸ型、Ｃ型と分け
ている。

この発明は前述のように使用するガンすべての
基部に独特のガンブラケツト５，５′を固定又は
一体化してガンＧ，G′を定置台２、ロボツトア
ーム１の双方に簡単に位置決め固定できるように
している。そのガンブラケツト５，５′の実施例
を第３〜６図に示す。

第３，４図は第１図のＸ型ガンＧに付けたガン
ブラケツト５を示し、第５，６図はＣ型ガン
G′のガンブラケツト５′を示す。Ｘ型ガンＧの場
合はその構造上、ガンブラケツト５をガン中央部
まで伸し、この例では先端部のボルト穴９により
ガン基部に取付けている。第５，６図のＣ型ガン
ブラケツト５′は、第１図に示すようにガンG′の
基部と一体化してしまつた例である。

第３，４図のガンブラケツト５も、第５，６図
のガンブラケツト５′もロボツトアーム１との係
合部５ｂの形は全く同じで、ブランケツト後端面
に突出している。第７図にその係合部５ｂを、ロ
ボツトアーム先端１ａに付けた結合部材６に結合
する状態を示している。係合部５ｂは、Ｔ型ガン
ブラケツト５，５′端に軸線が垂直になるように
取付けた形で、その先端の左右凸部が、結合部材
６の固定腕９ａ，６ａの内向き係止端に抱え込ま
れた時、抜け出なくなるようにしている。そして
係合部５ｂの先端面中央に位置決め穴１０があ
る。第７図の結合部材６基部の流体圧シリンダ部
分から出入りするクランプ．ピストン１１を押出
すと、ピストン先端の位置決めピン１１ａがガン
ブラケツト係合部分５ｂの位置決め穴１０に入込
み、クランプ．ピストン１１先端面が係合部５ｂ
の先端面を加圧して、クランプと位置決めが同時
に行われる構造である。

ガンブラケツト５と５′の、定置台２に載る仮
固定部分５ａは少し形が違う。第３，４図のＸ型
ガンＧ用ブラケツトの仮固定部分５ａは、水平に
左右へ伸びた板１２と、その中央の円孔に合わせ
て立てた短円筒１３とで構成される。

第８図に定置台２頭部の自動位置決め、仮固定
機構の一例と、これに係合した上記ガンブラケツ
ト５の仮固定部分５ａとを示す。上述のガンブラ
ケツト側水平板１２が定置台２上面に載せられる
際、定置台２上面に垂直に立つ位置決めピン２ａ
に上述のガンブラケツト側短円筒１３がはめら
れ、位置決めされる。そして、その水平板１２の
左右縁を、定置台２の仮固定機構である両側クラ
ンプ２ｂがくわえる。流体圧シリンダ１４が両ク
ランプの共通駆動源になつている。

第５，６図のＣ型ガンG′用ブラケツト５′の場
合も、定置台２に載る仮固定部分５ａは水平板１
２と短円筒１３とで構成されているが、たゞブラ
ケツト５′の両側板が水平板１２の両縁を覆つて
いるので、これに窓穴１５を明け、両側クランプ
２ｂがこれに入込んで水平板１２両縁をくわえら
れるようにした点だけが違う。

なお、第１図に示す定置台２は位置決めピン２
ｂ、クランプ２ｂをもつ頭部を前後、上下に浮動
べきるよう、数本の垂直案内支柱１６とコイルバ
ネ１７で支えた浮動枠１８に水平案内棒１９とコ
イルバネ２０を付け、これに上記頭部を支えさせ
ている。

吊持機構４も、この発明の重要要件で工作機械
の工具交換と著しく異る点である。重い変圧器
３、二次ケーブル３ａを夫々のガンＧ，G′に接
続したまゝ接続させたり、稼働させるだけでな
く、必要に応じてコイルバネ付きワイヤを下げ
て、ガン体重量の何割かを負担させ、ロボツトア
ーム１の重量負担を減ずる事ができる。

この実施例の吊持機構４は天井のレール４ａに
フツク４ｃつきトロリー４ｂを載せた簡単なもの
であるが、レール４ａを回動腕に変えるとか、ト
ロリーを他の吊持具に変える時、現場技術者の工
夫により実施条件に適応させる。

次に、この実施例の取扱いを簡単に説明する。
第１，２図に示すように、ロボツトＲは製品（図
略）を載せる溶接治具２１の近くに据えられる。
治具２１は製品取付け時、危険防止のためロボツ
トアーム１が届かない位置（鎖線位置）へ出し、
取付後、実線で示す定位置に就けるようにした方
がよい。

吊持機構４のレール４ａは治具２１の上方、ロ
ボツトＲ寄りの位置に設ける。

ロボツトＲの基部は動かないので、その周囲
で、ロボツトアーム１の先端が容易に届く位置
に、アーム１の向きに合わせてガン定置台２を配
設する。床上と限らず、棚の上や壁面に定置台２
を取付けてもよい。要はロボツトアーム１をそち
らへ向けた時、待機させたガンＧ，G′もその向
きになつておりアーム端の結合部材６をガンの係
合部５ｂに寄せられるようになつておればよい。

各定置台２に取付けるガンＧ，G′は、予め製
品組立溶接の計画にもとづく所要形状、性能のガ
ンとする。作業順序をテーチングにより記憶させ
るロボツトＲであれば、最初、手動でロボツトア
ーム１を動かす。即ち最初に使うガンＧの係合部
５ｂ（Ｔ形突起）の上方に、第７図に示すように
アーム１端の結合部材６の左右の固定腕６ａ，６
ａを持来たし、そのまゝ少し下へさげると抱えこ
んだ形になる。それから結合部材６へ流体圧を送
つてクランプ．ピストン１１を押出し、位置決め
ピン１１ａをガンブラケツト５側位置決め穴１０
へ入れながらクランプを済ます。

そこでロボツト操作によりガンＧによる作業工
程を順次教えた後、ガンＧを元の定置台２へ戻
す。この場合は第８図のようにガンブラケツト５
の仮固定部分５ａの水平板１２を定置台２の上方
から静に下げ、位置決め短円筒１３を定置台２側
位置決めピン２ａをはめつゝ台２上面に載せ、流
体圧シリンダ１４へ流体圧を送りクランプ２ｂを
働かす。それから、ロボツトアーム側結合部材６
の流体圧操作でクランク．ピストン１１を戻し、
アーム１を真上へ上げてガンＧから離す。それか
ら次のガンG′の所へアーム１を向けて、これを
結合し、製品所要位置の溶接工程を教えた後、元
の定置台２へ戻す、というように全工程を教え込
む。これで、ロボツトＲは教えられた通りガンを
選び、溶接し、ガンを取換えて溶接する事を繰返
すのである。数値制御方式のロボツトなら現場の
テーチングが不要になるが、比較的単純な作業に
限定されるであろう。

以上、一実施例によつて説明したが、この発明
は実施条件に合わせて、周知技術により多様に変
化、応用し得る。

点溶接による組立作業では、溶接電極を容易に
近づけられる場所ばかりでなく、難しい場所も多
く溶接する。

従つて点溶接ガンの形状は極めて多様で、それ
らを作業者が選択使用するのであるが、従来の点
溶接ロボツトは与えられたガンによる単純作業さ
えできればよいとされていた。

この発明は点溶接ロボツトに、はじめてガンの
選択、交換能力を与え、人間の作業者に大きく近
づけた。そして、その構成にはロボツトアームの
可動性を充分活用した。即ち交換するガンを動か
すのでなく、ロボツトアームの方に定置台上のガ
ンを装着、離脱する事を教えるので、工具交換の
場合の交換機構が不要である。

ロボツトにガン定置台を付属させ、これに自動
位置決め、仮固定機構を持たしたので、定置台が
ガンの待機場所と、姿勢制御、着脱機構を兼ねる
ものとなり、要すれば手持ちガンすべてを各定置
台に載せ、製品に応じて、その中から選択使用さ
せる事も可能になつた。

各ガンにガンブラケツトを付け、定置台にもロ
ボツトアームにも、まず位置決めされて固定され
るようにしたから、狂いなく所要位置を溶接でき
るのである。

この発明により、点溶接ロボツトが多くの新し
い用途、用法を得る技術的、経済的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明一実施例の立面説明図、第２
図はその平面図、第３，４図は同じくガンブラケ
ツトの一例の平面図、立面図、第５，６図は同じ
く他のガンブラケツトの平面図、立面図、第７図
はロボツトアーム端の結合部材とガンブラケツト
との結合部説明用平面図、第８図は定置台とガン
ブラケツトとの仮固定機構説明用立面図である。 ２……ガン定置台、４……吊持機構、５，５′
……ガンブラケツト、６……結合部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 定位置の溶接治具２１に向つて据えられたロ
   ボツトＲと、そのロボツトのアーム１が届く位置
   に配設された複数個のガン定置台２と、その定置
   台２上に定置された、ガンブラケツト５，５′付
   きガンＧ，G′と、各ガンの溶接用変圧器３を吊
   下げ、それぞれ溶接治具２１の上方を水平移動可
   能な吊持機構４とからなり、 ロボツトのアーム１の先端には、一対の内向き
   係止端つき垂直板である固定腕６ａ，６ａ及びそ
   の両腕間にクランプピストン１１を押出す結合部
   材６を備え、 ガンブラケツト５，５′は、下面に位置決め短
   円筒１３つき水平板１２をもち、後端には上記固
   定腕６ａ，６ａ間へ上下から入込み、クランプピ
   ストン１１とそのピン１１ａにより上下位置決め
   後、押付け固定される位置決め穴１０つきＴ形係
   合部５ａを備え、 ガン定置台２は、上面に上記短円筒１３がはま
   る位置決めピン２ａ、左右に水平板１２の左右縁
   を引掛け抑えるクランプ２ｂをもつ頭部、及びそ
   の頭部を前後上下に浮動可能に支持するコイルバ
   ネ１７，２０を備える事を特徴とする点溶接用ロ
   ボツトのガン交換装置。