JPH091326A - ワークの溶接方法および溶接装置 - Google Patents

ワークの溶接方法および溶接装置

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JPH091326A
JPH091326A JP17028695A JP17028695A JPH091326A JP H091326 A JPH091326 A JP H091326A JP 17028695 A JP17028695 A JP 17028695A JP 17028695 A JP17028695 A JP 17028695A JP H091326 A JPH091326 A JP H091326A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 残痕がなく厚さも均一に仕上がるなど、良好
な溶接結果が得られるワークの溶接方法ならびにその装
置を提供する。 【構成】 接合ラインLが曲線状である複数の分割体
a,bからなるワークWを保持して所定角度回動させる
ことで、接合ラインLを静止した溶接トーチ13に対向
させながら前記溶接ラインLに沿って溶接する。この場
合、ワークWの接合ラインLにおける溶接トーチ13と
対向する部分を、ワークWの回動中心Oに近接させた状
態で溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の分割体からなり
その接合ラインが曲線状である、例えば、自動二輪車用
燃料タンクなどをワークとして、同ワークを溶接にて接
合する場合に利用できるワークの溶接方法および溶接装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動二輪車の燃料タンクは、そ
の横断面が略逆U字形の上部タンク壁と、同上部タンク
壁の下開口を塞ぐ下部タンク壁とで本体が形成される
が、その上部タンク壁は、形状が複雑な場合、左右の分
割体からなるものを溶接して形成されている。前記溶接
装置の1つとして、例えば、実公昭58−32857号
公報に開示されたものがある。同装置は、燃料タンクの
上部タンク壁となる左右分割されたワークを突き合わ
せ、その突き合わせによる接合ラインに沿って溶接トー
チで溶接するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この溶接装
置は、ワークを上下の治具で固定しておき、溶接トーチ
の方を移動させて溶接する。同ワークの接合ラインは、
燃料タンクであることからその最下位部から前後にそれ
ぞれ上がり曲線状になっているため、そのまま溶接して
いくと、傾斜が急な部分では溶接垂れが生じて、溶接痕
が残る場合があるので、これを防ぐために、溶接トーチ
の姿勢を工夫する必要があり、溶接の作業性を低下させ
ていた。
【0004】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、作業性に優れたワークの溶接方法および溶接装置を
提供することを主な目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1の発明は、複数の分割体からなり、そ
の接合ラインが曲線状であるワークを溶接して前記分割
体同志を接合する方法であって、ワークを保持して所定
角度回動させることにより、前記接合ラインを溶接トー
チに対向させた状態で溶接トーチに対して相対移動させ
ながら、前記接合ラインに沿って溶接する。
【0006】また、請求項2の溶接方法は、請求項1に
おいて、ワークの接合ラインにおける溶接トーチと対向
する部分を、ワークの回動中心に近接させた状態で溶接
する。
【0007】さらに、請求項3の溶接方法は、請求項1
または2において、溶接トーチを接合ラインの一部分に
沿うように移動させる。
【0008】また、請求項4の発明は、複数の分割体か
らなり、その接合ラインが曲線状であるワークを溶接し
て前記分割体同志を接合する装置であって、ワークを保
持する保持手段と、この保持手段を所定角度回動させる
ことにより、前記接合ラインを溶接トーチに対向させた
状態で溶接トーチに対して相対移動させる回動手段とを
備えてなる。
【0009】さらに、請求項5の溶接装置は、請求項4
において、保持手段によりワークの接合ラインにおける
溶接トーチと対向する部分が、ワークの回動中心に近接
した状態に保持されている。
【0010】また、請求項6の溶接装置は、請求項4ま
たは5において、さらに溶接トーチを接合ラインに沿っ
て移動させるトーチ駆動手段を備えている。
【0011】
【作用および効果】請求項1または4の発明は、接合ラ
インが曲線状である複数の分割体からなるワークを保持
して所定角度回動させることで、接合ラインを溶接トー
チに対向させて溶接するので、溶接個所が常に適切な個
所、例えば接合ラインの最下位部に対応することになっ
て、溶接垂れが発生せず、良好な溶接結果が得られる。
ここで、溶接トーチは静止させておくことができ、その
姿勢を特に工夫して移動させる必要もないので、作業性
がよい。
【0012】請求項2または5では、ワークの接合ライ
ンにおける溶接トーチと対向する部分を、ワークの回動
中心に近接させた状態で溶接するので、ワークを回動さ
せる手段のバックラッシによるがたつきが抑制され、そ
の結果、溶接速度の不測の変動を防止でき、溶接の品質
を高く維持できる。
【0013】請求項3または6の発明は、溶接トーチを
接合ラインの一部分に沿うように移動させるので、その
移動させる角度範囲だけはワークを回動させる必要がな
くなり、回動のための動力を少なくすることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら詳述する。図1ないし図6は本発明の一
実施例を示し、図1ないし図4はワーク保持状態を示す
もので、図1は装置平面図である図2のI−I線断面
図、図2は図1のII−II線に沿って示す装置平面図、図
3は図1の III− III線断面図、図4は図3のIV−IV線
断面図、図5および図6はワーク保持前の状態を示すも
ので、図5は装置を側面からみた縦断面図、図6は図5
のVI矢視図である。
【0015】溶接装置は、図2にその平面形状を示すよ
うに、略矩形に枠組された固定架台1を備え、これが図
1の基盤2上に固定設置されている。図2に示す固定架
台1の手前左側には第1コントローラ3が、その後ろ側
に搭載台4が取り付けられている。搭載台4上には、サ
ーボモーター5とこれに連結された歯車減速機6が設置
され、この減速機6の回動力は、カップリング7を介し
て回動軸8を可逆回動させる。この回動制御は、後述す
る第2コントローラ30でなされる。回動軸8は、固定
架台1上のステー9に設置した軸受10により回動自在
に支持される一方、これに対向する右側部にもステー9
A上の軸受10Aを介して他の回動軸8Aが回動自在に
設けられている。前記サーボモーター5、歯車減速機
6、カップリング7、回動軸8,8Aがワークの回動手
段を構成している。
【0016】前記搭載台4上には、基台11が固定さ
れ、同基台11を介して6軸制御可能なロボット12
が、図1のように立設されており、同ロボット12のア
ーム12aの先端には、同図1に破線で示し図4に実線
で示す溶接トーチ13が取り付けられている。図2に示
した第1コントローラ3に隣接した位置に、ロボット1
2を制御する第2コントローラ30が設置されている。
【0017】両回動軸8,8Aの対向端には、図2に示
すように、ブラケット15,15Aが固定され、同ブラ
ケット15,15Aに略正方形をした回動基板16が取
り付けられている。この回動基板16には、前後に延び
る3つの開口51,52,53が形成され、その中央の
長孔状開口52から、溶接トーチ13(図1)が挿入さ
れる。回動基板16の四隅には、ガイドバー18が取り
付けられ、図1に示すように、前記ガイドバー18は下
方に向けて伸びており、その下端にリフタ取付板19が
取り付けられている。尚、このリフタ取付板19は、回
動軸8を中心とする回動時に固定架台1に干渉しない位
置関係にある。
【0018】ガイドバー18の中段には、昇降テーブル
20が昇降自在に取り付けられ、同テーブル20は、リ
フタ取付板19との間に組み込まれた油圧駆動式のリフ
タ21により昇降駆動される。このリフタ21は、中央
部で連結ピン21aによりX字形に連結された第1およ
び第2のリンク21b,21cを、リフタ取付板19と
昇降テーブル20にそれぞれピン連結し、油圧シリンダ
21dをリフタ取付板19と第1のリンク21bとの間
に連結したものである。
【0019】昇降テーブル20上には、図3および図4
に示すように、下ローラー22とサイドローラー23お
よびサイドガイド板27に案内され、エアーモーター2
4とラック・ピニオン25により図3の前後方向に進退
駆動されるスライドテーブル26が搭載されている。こ
のスライドテーブル26は、図3に仮想線で示す位置に
前進して昇降テーブル20の前端部に装着された前進限
スイッチ28に、テーブル26の底溝29の奥部が当た
ることで停止する。また、同テーブル26は、図3に実
線で示すように、昇降テーブル20の中央に後退して後
退限スイッチ31に当たることで停止する。これらの制
御は、前記第1コントローラ3で全てなされる。
【0020】スライドテーブル26上には、図4に示す
ように、このスライドテーブル26に装着された受けロ
ーラー35を介して、下型取付台36が上方に重なるよ
うにしてセットされている。この取付台36は、下ロッ
ク装置37の作動でスライドテーブル26とともに昇降
テーブル20上に押し付けられる。このロックと同時に
下ローラー22および受けローラー35が大きな垂直荷
重を受けて沈み、スライドテーブル26と下型取付台3
6が昇降テーブル20上にロックされる。
【0021】下型取付台36の上には、図4に明示する
ように、aとbの分割体からなる燃料タンクであるU字
断面のワークWの下面に数個所において接触する下保持
型40が立設されている。
【0022】一方、上方の回動基板16の底面には、下
型取付台36に対向する上型取付台42が取り付けられ
ている。この上型取付台42も上ロック装置43で固定
され、その下側に上保持型44が取り付けられている。
この上保持型44は、ワークWの内面(上面)における
曲面状の接合ラインLの両側縁に接触する1対の平行な
型体として構成されている。また、上保持型44の内部
には溶接トーチ13を挿入させて、この溶接トーチ13
と上保持型44の相対回動を許す挿入空間47が形成さ
れるとともに、これに通じる挿入空間48が上型取付台
42にも形成されており、これら挿入空間47,48
が、回動基板16の開口52に連通している。
【0023】次に、この溶接装置にワークWをセットす
る要領を説明する。図5に仮想線で示すように、下保持
型40を備える下型取付台36がスライドテーブル26
とともに左方向(正面側)に前進させられる。この移動
は、図4のエアーモーター24とラック・ピニオン25
でなされる。進出限は、図3のスイッチ28で規定され
る。この状態で、図5の矢印Aで示すように、下保持型
40上に手作業でワークWがセットされ、スライドテー
ブル26が後退して、ワークWが下保持型40とともに
装置内へと搬入される。
【0024】ワークWが規定の位置にくると、下ロック
装置37によりスライドテーブル26および下型取付台
36がロックされる。ついで、リフタ21の油圧シリン
ダ21dが伸長することにより、昇降テーブル20が持
ち上がるとともにワークWも持ち上がり、図1に示すよ
うに、上保持型44の下端曲面がワークWの内面に接し
て下保持型40との間でワークWが保持される。これに
より、図4に示すように、上保持型44内の挿入空間1
7の真下に接合ラインLが位置する。スライドテーブル
26、下ロック装置37およびリフタ21の作動は、第
1コントローラ3によって制御される。
【0025】ワークWのセットが終了すると、図2の第
2コントローラ30からの制御信号によって図1のロボ
ット12が作動し、その先端に装備された溶接トーチ1
3が図4の挿入空間17を通じて導入され、静止状態の
ワークWの接合ラインL上における最下位部Pに合致す
るように導かれる。
【0026】ついで、図2の第1コントローラ3に溶接
スタート指令を与えることにより、第2コントローラ3
0からの制御信号によってサーボモータ5が回転し、歯
車減速機6およびカップリング7を介して回動軸8が回
動し、図1の回動基板16、ガイドバー18、リフタ取
付板19、昇降テーブル20、およびリフタ21を含む
被回動部Dが矢印X方向に回動し、これによってワーク
WもX方向に回動する。他方、第2コントローラ30か
らの制御信号によって溶接トーチ13に通電される。溶
接トーチ13は、被回動部Dが矢印X方向に回動する
時、同図破線のように先端が溶接の進行方向Bに対して
後ろ向きとなるように傾倒して設定される。
【0027】回動系のX方向への回動に伴い、接合ライ
ンLを溶接トーチ13に対して相対移動させながら、接
合ラインL上で溶接が進行し、溶接トーチ13が常に最
下位部Pを対象にして溶接していく。そのため、溶接垂
れが生じない。このように、溶接トーチ13は静止した
ままでよく、その姿勢を特に工夫して移動させる必要も
ないので、溶接の作業性がよい。これでワークWの右側
内面の溶接がなされるが、そのあと、ワークWは元の静
止位置まで復帰回動されるとともに、溶接トーチ13は
逆方向に傾倒され、被回動部Dの矢印Y方向への回動に
伴って、残る接合ラインL上が溶接され、ワークWの左
側内面の溶接がなされる。
【0028】また、ワークWは半円形でなく特殊な曲面
状になっているので、それに対応して、第2コントロー
ラ30およびロボット12で溶接トーチ13の位置が上
下、左右に若干変動するように制御される。Y方向への
回動ののち、ワークWは元の静止位置に復帰回動され
る。ここで、溶接トーチ13は上保持型44に形成され
た挿入空間47に挿入されて、上保持型44に対して相
対回動自在になっているから、上保持型44の回動によ
っても溶接トーチ13が上保持型44と干渉することが
なくなる。また、上保持型44が静止して、溶接トーチ
13を移動させるときにも、やはり溶接トーチ13と上
保持型44の干渉が生じない。
【0029】さらに、最下位部PはワークWの回動に伴
って接合ラインL上に沿って変動する一方で、同最下位
部Pの上方に近接したレベルに、回動軸8の回動中心
(ワークWの回動中心)Oが常に位置している。このよ
うに前記最下位部Pと回動中心Oが近接することによ
り、ワークWを保持した被回動部Dが回動した際に、駆
動系のバックラッシがあっても、それによるがたつきの
影響を抑制することができるから、溶接速度の不測の変
動を防止でき、溶接の品質を高く維持できる。
【0030】被回動部DのXおよびY方向への回動角度
は、それぞれ略90度ずつとしてもよいが、この実施例
でば、XおよびY方向に45度ずつとし、残りの部分、
つまり、溶接ラインLの両端部L1,L2は、溶接トー
チ13のみを移動制御して溶接するようにしている。こ
れにより、被回動部Dの回動角度を小さくできるので、
回動動力を大幅に節約できる。
【0031】溶接が完了すると、図5の矢印とは逆の方
向に作動する。つまり、昇降テーブル20が下降してワ
ークWが下げられたのち、スライドテーブル26が前進
(左動)して、下保持型40とともにワークWが正面に
進出し、ワークWが下保持型40から取り出される。
【0032】なお、前記昇降テーブル20を固定テーブ
ルとし、回動基板16を昇降自在にしてもよい。この場
合、固定テーブルを軸受を介して昇降テーブル20に回
動自在に支持する。また、この実施例では、溶接により
自動二輪車の燃料タンク上部本体を製作する装置につい
て述べたが、本発明は、曲面状接合ラインをもつ容器な
ど、他のワークに広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例で装置平面図である図2のI
−I線断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿って示す装置平面図であ
る。
【図3】図1の III− III線断面図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【図5】溶接装置を側面からみた縦断面図である。
【図6】図6は図5のVI矢視図である。
【符号の説明】
5,6,7,8,8A…回動手段、12…トーチ駆動手
段(ロボット)、13…溶接トーチ、17…挿入空間、
40,44…保持手段、W…ワーク、a,b…分割体、
L…接合ライン、O…ワークの回動中心、P…最下位
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上山 林 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 西川 民雄 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 佐伯 直彦 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 柴田 裕司 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の分割体からなり、その接合ライン
    が曲線状であるワークを溶接して前記分割体同志を接合
    する方法であって、 ワークを保持して所定角度回動させることにより、前記
    接合ラインを溶接トーチに対向させた状態で溶接トーチ
    に対して相対移動させながら、前記溶接ラインに沿って
    溶接するワークの溶接方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、ワークの接合ライン
    における溶接トーチと対向する部分を、ワークの回動中
    心に近接させた状態で溶接するワークの溶接方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、溶接トーチ
    を接合ラインの一部分に沿うように移動させるワークの
    溶接方法。
  4. 【請求項4】 複数の分割体からなり、その接合ライン
    が曲線状であるワークを溶接して前記分割体同志を接合
    する装置であって、 ワークを保持する保持手段と、この保持手段を所定角度
    回動させることにより、前記接合ラインを溶接トーチに
    対向させた状態で溶接トーチに対して相対移動させる回
    動手段とを備えてなるワークの溶接装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記保持手段によ
    り、ワークの接合ラインにおける溶接トーチと対向する
    部分が、ワークの回動中心に近接した状態に保持されて
    いるワークの溶接装置。
  6. 【請求項6】 請求項4または5において、さらに溶接
    トーチを接合ラインに沿って移動させるトーチ駆動手段
    を備えているワークの溶接装置。
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