JPH0585277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、ロボツトの腕の先端に取りつけら
れた、溶接機や研削機等の工作機器によつて、作
業台の工作対象物を加工する工作装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、ロボツトの制御能力が向上し、溶接や研
削等の作業を、ロボツトの腕の先端に付けた作業
機器を有する工作装置が行うようになつている。

そして、このような工作装置は、一般的に進退
可能な腕を有するロボツトと、その工作機器の腕
の先端が届く範囲、即ち工作範囲内に配置され、
工作対象物を回転自在に保持する工作台とから構
成される。そして、このロボツトの腕の先端には
溶接機等の工作機器を取りつけたうえで、ロボツ
トの腕を工作台方向に進退させ、回転台の工作対
象物を回転させることにより、工作対象物を加工
していく構造となつている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の装置では、加
工が終了した工作対象物を作業台から取り外し、
次の工作対象物を作業台に取りつける間は、ロボ
ツトによる作業を停止させておかなければなら
ず、その時間がロスタイムとなつて、作業効率が
極めて悪いという問題点があつた。

また、１つのロボツトに対して作業台を複数設
けることも可能であるが、それぞれの作業台ごと
にモータを設置すると、装置全体の制御が難しく
なるほか、工作装置の価格も高価になつてしまう
という欠点があつた。

そこで、この発明は、このような問題点を考慮
してなされたものであつて、この発明の目的は、
ロボツトの作業を停止させておくロスタイムを無
くし、作業効率を向上させることができ、また各
作業台ごとのモータを必要とせず、制御が容易で
且つ経済効率の良い工作装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕 この発明は、工作範囲内で進退及び旋回可能な
腕の先端に工作機器を取りつけたロボツトと、工
作範囲内に配置され、工作対象物を保持して回転
するターンテーブルを備えた作業台と、一本の主
軸から前記各ターンテーブルに対応する副軸に回
転力を分配する分配器と、前記分配器の主軸に連
結したモータと、前記ターンテーブルと前記副軸
とを連結する回転伝達シヤフトとを備え、前記回
転伝達シヤフトには前記ターンテーブルの軸と前
記副軸との軸線の不一致を許容する機構を備えた
工作装置を構成することにより、上記した問題点
を解決している。

なお、上記、前記ターンテーブルの軸と前記副
軸との軸線の不一致を許容する機構には、例え
ば、たわみ継手（フレキシブルジヨイント）が自
在継手（ユニバーサルジヨイント）が含まれるほ
か、同様な機能を有する全ての公知機構が含まれ
る。

〔作用〕

ロボツトの腕を旋回及び進退させ、その先端の
工作機器を工作対象物に当接させる。そして、こ
の状態で作業台を回転させ、工作機器を作動させ
ることにより工作対象物に加工を施す。

このとき、ロボツトの作業範囲には、複数の工
作台が配置されているために、一つの作業台にお
いて工作対象物を取り替える間にも、他の作業台
の工作対象物を加工することができ、作業のロス
タイムが生じない。

また、作業台の回転力は単一のモータから分配
器及び回転伝達シヤフトを介して各作業台に伝達
され、各作業台ごとにモータを配置する必要はな
い。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。本実施例は、本発明の装置を溶接装置
として使用したものである。

第１図は溶接装置の平面図である。同図に示す
ように、この溶接装置１は、中央に配置される溶
接ロボツト２と、その周囲に配置される４つの、
作業台たるサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄと、分配器
４を接続した、モータたるマスターポジシヨナ５
とを有する。

溶接ロボツト２は、すでに公知の構造を有する
作業用のロボツトであつて、制御装置６によりシ
ーケンス制御されるものである。この溶接ロボツ
ト２は、図示しないマウントに固定された本体２
１に、水平方向に所定の角度で回転自在な回転基
部２２を取りつけており、さらにこの回転基部２
２には腕２３の基部２ａを取りつけている。ま
た、この腕２３はその基部２３ａ、中間部２３
ｂ、先端部２３ｃのそれぞれに関節を有してお
り、先端部２３ｂには溶接機２４を固定してい
る。従つて、この溶接機２４は回転基部２２の回
転及び腕２３の屈伸により溶接ロボツト２周囲の
所定の範囲を移動可能であり、同範囲が溶接機２
４の作業範囲Ｘとなる。なお、溶接ロボツト２の
本体２１の後方には、溶接材料となるワイヤを供
給するワイヤ供給機２５及びエチレンガス等の溶
接ガスを供給するガスポンベ２６を配置してい
る。

４つのサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄは、前記作業
範囲Ｘ内に配置されている。そして、これらのサ
ブポジシヨナ３，３Ａ〜３Ｄは、箱状の本体３１
の上部にターンテーブル３２を有しており、この
上面に保持する工作対象物を一定の速度で回転さ
せるほか、所定の角度を指定して回転させること
ができるものである。

サブポジシヨナ３の側断面図を第２図に示す。
同図に示すように、サブポジシヨナ３の本体３１
は、ターンテーブル３２の円筒状の支持器３３
と、上端を支持器３３の側面に固定した傾斜角調
節器３４とをケーシング３７内に配置してなり、
これら支持器３３と傾斜角調節調節機３４の下端
を、それぞれマウントブラケツト３５，３６に軸
支している。また、ターンテーブル３２は工作対
象物を固定するテーブル部３２ａとその下方に延
びる回転軸３２ｂとからなり、この回転軸３２ｂ
を支持器３３に回転自在に貫通したうえで、その
下端をユニバーサルジヨイント７１を介して回転
伝達シヤフト７に連結している。

従つて、このサブポジシヨナ３は、傾斜角調節
器３４を伸縮させることによつて支持器３３の傾
きを変化させることができ、もつてターンテーブ
ル３２の回転傾斜角度を任意に設定することがで
きる構造となつている。なお、前記傾斜角調節器
３４は、入れ子式になつていて、その長さを固定
するには図示しないボルトを締めつけることによ
り行う。

マスターポジシヨナ５は、回転速度や回転角度
を高精度に設定することができる公知の構造を有
するモータであつて、ロボツト２と同様に制御装
置６により制御される。そして、本体５ａから突
出する回転軸５ｂには分配器４が連結されてい
る。

分配器４の側断面図を第３図に、平断面図を第
４図に、正断面図を第５図に示す。これらの図に
示すように、この分配器４は、本体４１と、これ
を固定するマウント４５とからなる。本体４１は
そのケーシング４１ａの両脇から下方に延びる２
つの取りつけ部４１ｂを有し、この部分をマウン
ト４５にボルト止めしているが、取りつけ部のボ
ルト穴４１ｃは縦長の長孔に形成されており、ボ
ルトの締めつけ位置を調整することにより、本体
４１の高さを調整する構造を有している。

本体４１のケーシング４１ａは正面が三角形の
形状を有しており、その内側の上段には１本の主
軸４２を、下段には４本の副軸４３Ａ〜４３Ｄを
配置しており、これらの軸４２，４３Ａ〜４３Ｄ
の外側にはプーリを介してベルト４４を巻掛けて
いる。そして、主軸４２をマスターポジシヨナ５
の回転軸５ｂに連結し、また、副軸４３Ａ〜４３
Ｄのそれぞれには、ユニバーサルジヨイント７２
を介して回転伝達シヤフト７の一端を連結してい
る。すなわち、回転伝達シヤフト７は、第１図に
示すように、一端をマスタポジシヨナ５側に、他
端をサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄに接続して両者を
連結している。

なお、この回転伝達シヤフト７に接続されたユ
ニバーサルジヨイント７１，７２は、ターンテー
ブル３２の回転軸３２ｂと分配器４の副軸４３と
の軸線の不一致を許容する機構であつて、その
他、フレキシブルジヨイントなどの公知の回転伝
達機構を使用してもよい。

また、制御装置６は、前記したように溶接ロボ
ツト２とマスターポジシヨナ５に接続しており、
溶接ロボツト２の動作とサブポジシヨナ３Ａ〜３
Ｄの作動同調を行つている。なお、作業指示は制
御装置６に接続された制市盤６１により行う。

次に、本実施例の溶接装置１の作動を説明す
る。

まず、溶接機２４が有効に溶接作業が行えるよ
うにサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄの傾きを調節し、
工作対象物を各サブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄのター
ンテーブル３２上に図示しない機構により固定し
て作業準備を行う。

そして、制御盤６１に作業指示を入力して制御
装置６がマスターポジシヨナ５を作動させること
により、この回転力は分配機４の主軸４２に伝達
され、この分配機４内で主軸４２から副軸４３Ａ
〜４３Ｄに分配される。そして、これら副軸４３
Ａ〜４３Ｄにそれぞれ連結された回転伝達シヤフ
ト７は、この回転力をサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄ
に伝達するために、各ターンテーブル３２はマス
ターポジシヨナ５に同調して回転する。

一方、制御装置６により同様に制御される溶接
ロボツト２は、同装置６の作業指示に従つて回転
基部２２を回動し、腕２３を伸縮させることによ
つて先端の溶接機２４を１つのサブポジシヨナ３
２上の工作対象物に近接させる。そして、溶接機
２４を作動させたうえで、この作動に同調してタ
ーンテーブル３２を回転させ、予め制御装置６に
置いて設定された通りの溶接加工を工作対象物に
施していく。

そして、１つの工作対象物の溶接作業が終わる
と、溶接ロボツト２はその先端の溶接機２４を移
動させ、次のサブポジシヨナ３の工作対象物に近
接させて制御装置６に予め設定されている仕様の
溶接作業を行う。また、この間に加工作業が完了
した最初の工作対象物をターンテーブル３２から
取り外し、新たな工作対象物に取り換えて作業準
備を整える。

以上のように、この溶接装置１では、溶接対象
物を固定するサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄが複数あ
るために、工作対象物を取り替える際にも溶接ロ
ボツト２を停止させる必要がなく、ロスタイム無
く溶接作業を行うことができ、高い作業効率を達
成することができる。

また、マスターポジシヨナ５は精密機器であつ
て高価であるが、本実施例の溶接装置１によつて
は、１つのマスターポジシヨナ５を回転動力源と
して、複数のサブポジシヨナ３Ａ〜３Ｄを作動さ
せることができるために、経済性に優れた溶接装
置１とすることができる。

特に、本実施例の溶接装置１では、工作対象物
の溶接姿勢を多様に変えて溶接作業を行わなけれ
ばならない場合であつても、複数のサブポジシヨ
ナ３Ａ〜３Ｄの傾きをそれぞれ変化させておき、
且つ制御装置６においておのおののサブポジシヨ
ナ３Ａ〜３Ｄに対応する必要な動きを溶接器２４
が行うように設定しておけば、作業途中で各サブ
ポジシヨナ３Ａ〜３Ｄの傾きをいちいち変化させ
る必要はなく、同様に高い作業効率を得ることが
できる。

また、本実施例の分配器４は、主軸４２と複数
の副軸４３Ａ〜４３Ｄ間にベルト４４を掛け渡し
た簡単な構造で構成したために、故障し難く耐久
性に優れた構造とすることができる。なお、ベル
ト４４に代えて、歯車等の伝達手段を選択するこ
とができるのは勿論である。

なお、本実施例は、溶接ロボツト２の腕２３の
先端に溶接機２４を取りつけて溶接装置とした
が、他の工作装置、例えばドリル等の穿孔機、フ
ライス等の研削機、さらにはバーナ等の切断機を
取りつけた工作装置としてよいことは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の装置によつて
は、一台のロボツトと複数の作業台を連携して作
業させることができるために、工作対象物の取り
替える際にロボツトを停止させる必要がなく、作
業中のロスタイムを無くすことができ、もつて作
業効率を向上させることができる。

また、本発明の装置によつては、単一のモータ
により複数の作業台を作動させるために、装置の
作動制御が簡単で、且つ経済性に優れた工作装置
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の溶接装置の平面図、第２図
はサブポジシヨナの側断面図、第３図は分配器の
側断面図、第４図は分配器の平断面図、第５図は
分配器の正断面図である。 １…溶接装置（工作装置）、２…溶接ロボツト
（ロボツト）、２３…腕、２４…溶接機（作業機
器）、３Ａ〜３Ｄ…サブポジシヨナ（作業台）、３
２…ターンテーブル、４…分配器、４２…主軸、
４３Ａ〜４３Ｄ…副軸、５…マスターポジシヨナ
（モータ）、６…制御装置、７…回転伝達シヤフ
ト、７１，７２…ユニバーサルジヨイント（ター
ンテーブルの軸と副軸との軸線の不一致を許容す
る機構）、Ｘ…作業範囲。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作範囲内で進退及び旋回可能な腕の先端に
   工作機器を取りつけたロボツトと、工作範囲内に
   配置され、工作対象物を保持して回転するターン
   テーブルを備えた作業台と、一本の主軸から前記
   各ターンテーブルに対応する副軸に回転力を分配
   する分配器と、前記分配器の主軸に連結したモー
   タと、前記ターンテーブルと前記副軸とを連結す
   る回転伝達シヤフトとを備え、前記回転伝達シヤ
   フトには前記ターンテーブルの軸と前記副軸との
   軸線の不一致を許容する機構を有することを特徴
   とする工作装置。