JPS5930682A - 産業用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 こ）発明は産業用ロボットの改良に係り、特にその対象
となるワークに対しての取り付は取り外しを考慮したも
のに関する。

特に限定するものではないが、例えばロンジ材の相互連
結溶接を自動化するのに、産業用ロボットの使用が有利
であろう。しかしながら、長尺かつ大重量のロンジ制を
溶接するには、産業用ロボットを可搬とし、必要に応じ
てワークに固定してこれを作動させるのが望ましい。そ
こで産業用ロボットをワークに容易かつ確実に固定しう
るようにすることが出来ると共に、このロボットの作業
効率を上げうる、そのような装置が望まれる。

この発明においては前述要望を満たしうる産業用ロボッ
トを提供することを主たる目的とする。

以下図面を参照しつつとの発明一実施例を詳述する。こ
の実施例は造船用ロンジ材突合せ溶接ロボットとして実
施されるが、この発明をこの実施の形態に限定するもの
ではない。なお第２図において左を前、右を後、上を右
、下を左と称することとする。

Ｒは産業用ロボット本体である。

１はロポッ）Ｒの基台である。基台１はこの実施例では
左右一対の側板１ａおよび底板１ｂで構成される。基台
１の左右には各２個ずつの突起１Ｃを突設する。突起１
Ｃはこの実施例では円筒形のピンである。基台１の左右
には把手１ｄを固設する。底板１ｂの下部には前後に対
面する傾斜側面ｌｅ、ｌｅによ−て、左右方向のあり溝
が構成される。なお突起ｌｃ、１ｃと傾斜側面１ｅ、１
ｅは、第１図において左右の配置を対称とされる。

これは基台１と後述する取付台６とを結合するときの向
きをどちらでも実行しうるようにするためである。

２は後腕であり、基台１に左右方向の軸２ａで関着され
る。そして腕２の回動角α１は動力Ｍ。

によって強制される。動力Ｍ２は（以下の動力において
も同様であるが）公知の直流サーボモータが使用され、
とのモータの回転軸には図示しないエンコーダＥ１およ
び減速機が接続され、この減速機を介して腕２を回動す
る。

３は前腕であり、腕２の先端にかつ左右方向の軸３ａで
関着される。そして腕３の回動角α、は動力Ｍｌによっ
て強制される。動力Ｍ８には同様エンコーダＥ、および
減速機を付設する。なお動力Ｍ３は腕２の内部中空部に
設けられているものとする。３ｂはとのロボッ）Ｒの基
端から先端への電らんを収納するコンジットである。

４は腕３先端部に設けられたトーチ取付軸である。軸４
は左右方向に支承され、さらに腕３内部に設けられた動
力Ｍ４五によつて図示しない減速機を介して回動角α３
が強制され、さらに動力Ｍ４゜にようて例えば図示しな
いボールスクリュ一手段を介して左右方向の位置Ｘが強
制される°辰〈構成される。動力Ｍ４□およびＭ４２に
は図示しないエンコーダＥ４．およびＥ、２を付設する
。

５は軸４左端すなわち手首に設けられたトーチ取付腕で
ある。腕５の基端は軸４に対する回動角を調整かつ固定
しうるようになされ、腕５先端は溶接トーチＴの取り付
けを調整かつ固定しうるようになされている。

従ってとのロポッ）Ｒは、α！、α１．α、およびＸの
４自由度を有する多関節ロボットである。

次にこのロボッ）Ｒの基台１を結合分離可能とした取伺
台６につき述べる。

取付台６はこの実施例では左右１対の側板６ａ、６ａと
、これら側板６ａを接続する前方接続材６ｂ、後方接続
材６Ｃにより骨組が構成される。

側板６ａの側面形状は横にしたＵ字状をなし、その上部
下面に接続材６ｂが固定されており、さらに接続材６ｂ
の前面は側面１ｅと同一傾斜に、また後面は直角に構成
されているものである。

各側板６ａの下部先端には、上下方向のめねじを穿削し
、上下方向に進退するねじ手段６ｄを設ける。このねじ
手段６ｄがワークに対する取付台６の取付手段となる。

各側板６ａの後部には、その内側に爪６ｅを左右軸支６
ｆする。爪６ｅの他端には前後方向に進退するねじ手段
６ｇの先端を左右軸支６ｈすると共にこのねじ手段６ｇ
のナツトも左右軸支６エする。なお爪６ｅはその先端が
後方の傾斜側面１ｅと保合離脱可能になされている。

各側板６ａの上部内側には、突起１Ｃが嵌入するＬ字状
溝６ｊを穿設する。この実施例においては溝６ｊのＬ字
状の上部は上方に開放され、下部後方は突起１Ｃの当り
とな・ている。

さらに各側板６ａの上部上面には、左または右方に回動
しうる左右位置規整レバー６ｋを上下軸支６１する。レ
バー６ｋを左まだは右に回動し張り出したときその先端
位置は、後述するように取付台６にロボッ）Ｒを結合し
たときの、トーチ１”のＸ軸方向中間位置における左右
位置とほぼ一致するようになされているものとする。

ロボッ）Ｒにはまた、制御装置Ｃを付属する。

制御装置ＣはＣＰＵおよびメモリを主要部として含む。

ＣＰＵのパスラインＢには、動力ＭＲｒ　Ｍ８Ｍ−０な
らひにＭ４２、およびエンコーダＥ、、ＥｌｆＥ・１な
らびにＥ４２が接続される。またトーチＴに対する溶接
電源ＷＳも接続される。制御装置Ｃにはさらに、溶接電
流または溶接電圧々どを検出して、トーチＴをワークの
溶接線に倣わせうる公知の手段も具備しているものとす
る。このような手段は、例えば、アメリカ特許第３　、
２０４　、０８１号公報などに開示されている故詳述し
ない。パスラインＢにはまだ、ティーチン／ダボ・ンク
スＴＢタートスイッチＳおよび自動スイッチＡが最少屠
殺けられる。これらのスイッチの機能は、以下述べる作
用の記載において詳述される。

以下前述実施例の作用につき説明する。

被溶接ワークＷとしては、この実施例では造船における
ロンジ材でありその突合せ溶接線ＷＬを自動溶接するも
のとする。

そして、ロボットＲ１台に対し取伺台６は複数個用意さ
れているものと呟まず１個の取付台６をロンジ材に取り
付け、１個所の溶接線ＷＬをロボッｌ−Ｒで自動溶接し
ている間に、他の複数個所の溶接線ＷＬに対して取付台
６を遂次取り付けていくものとする。この取り付けに際
しては、左右方向ノロｙ　シ材（？ニーの実施例ではア
ングル材）の上面に取付台６の上部下面を接せしめ後方
に引いて接続材６ｂの後面をロンジ利の前端面に接せし
め、レバー６ｋを左に張り出してその先端をほぼ溶接線
ＷＬに一致させるように左右位置決めする。そしてねじ
手段６ｄを締めて取付台６をロンジ材に固定する。この
固定はねじ手段６ｄによってなされるため、このねじの
ピッチを適宜に選定すれば１意に反して固定が外れるう
れいも無く、また固定や解除に要する手数もあまりか力
・らない。

さらにねじ手段６ｇを回してこれを後方へ引いて爪６ｅ
を開かせて後、ロボッ）Ｒを押手１ｄを持−て持ち上げ
、上方から突起１ｃを溝６ｊにはめ込み、後方へ引く。

そしてねじ手段６ｇを回してこれを前方へ移動させれば
、爪６ｅは第１図において右回りし、爪６θ先端は傾斜
側面１ｅに引りかかり一　ロボットＲを後方へ引き、ロ
ボットＲの基台１と取付台６とは突起１ｃと溝６ｊの奥
において相互に押し付けられ、突起１ｃと溝６ｊとの嵌
入を保持する。

そのうえでオペレータは、スイッチｓｗを操作すれば、
制御装置ＣはスイッチＳＷの倒された向きに応じて各制
御軸に対する指令情報を増減し、応じて各制面軸は制御
され、結局ロボットＲをマニュアル制御してトーチＴの
作動点Ｐを溶接線ＷＬの直線部分の始点、または終点に
（このときトーチＴの姿勢も所要姿勢として）位置せし
める。

そしてその都度スイッチＳを操作すれば、制御装置Ｃは
このときの各制御軸毎の情報、すなわち。

各エンコーダの出力情報を入力して、ユーザプログラム
の各ステップの位置情報としてメモリに取り込む。

かくして一連のユーザプログラムを記憶させたなわば、
オペレータはスイッチＡを操作する。そうすれば制御装
置Ｃは記憶したユーザプログラムの各ステップに従って
トーチＴの位置姿勢を制御し、各指令点間をあらかじめ
プログラムされた溶接条件に従い、かつ前述した倣い制
御により、溶接線Ｗ　Ｌ　Ｋ　Ｇ・た溶接を自動的に実
行する。

そして１個所の溶接線ＷＬの自動溶接を終了したなれば
、オペレータはロボッ）Ｒを取付台６から前述の逆を行
なって外し、次の取伺台６に取り付け、スイッチ八を操
作して自動溶接を実行させる。こノトキのユーザプログ
ラムは溶接線ＷＬの形状寸法が同一ならばどとでも共通
に使用しうるものである。

この発明は前述実施例以外に、下記する変形もまた可能
である。

（イ）　ロボット本体はこの実施例では腕を垂直に回動
させる多関節溶接ロボットであり、しかも左右の位置制
御は手首部における直進制御軸で実行するようにした。

この制御軸構成を選択した理由は溶接トーチの姿勢を一
定に保ちながら垂直面内に存在する溶接線を倣うのに、
最小数の制御軸（４軸）ですませるｋめである。もっと
も直進制御軸は手首部でなく、これより基部のいずれか
の関節部において実行しても同様効果がある。もつとも
直角座標系としても４軸で実施できるが、ロボット本体
を持ち運ぶときに小形にできない。この実施例のように
多関節形であれば第１図２点鎖線のように折りたたんで
小形に出来るから持ち運びに有利となる。しかしこの発
明の要旨によればいずれの公知の軸構成のロボットであ
ってもよいものである。またロボット先端のエンドエフ
ェクタは、溶接トーチ以外の他のものであつてもよい。

（ロ）突起１ａはビン以外の形状であってもよく、これ
の嵌入する溝６ｊも前述作用をいとなみうる形状であれ
ばよい。またねじ手段６ｇによる基台１と取付台６との
押し付は手段も爪６ｅと傾斜側面１ｅとの不合以外の他
の構成であってもよく、要するにねじ手段６ｇの締付け
により突起１ａと溝６ｊの嵌合が確実に保持されるもの
であればよい。また突起１ａと溝６ｊとは取付台６と基
台１のいずれに構成してもよいものである。さらに取付
台６のワークＷに対する取付手段は、ねじ手段６ｄによ
れば同様確実性を有するが、これも他の公知の手段に置
換えうる。

（ハ）　この実施例では造船のロンジ材の突合せ溶接を
自動化するのに便なように、台腕２および３の長さやそ
の比を適宜選択し、トーチＴの必要行動範囲を満足しう
る範囲内で出来るかぎり小型になるように設計した。し
かしこの発明の要旨はワークをこのようなものに特定す
るものではなく、その他のワークの溶接に適用しうるよ
うに構成されてもよいものである。

（→　前述実施例では、取付台６に対してロボット本体
ｋを図示の向きに結合させた。これを前後反対にしても
取り付は得るものである。すなわち溶接対象ワークの形
状姿勢や、その溶接線の姿勢や向きによ、で、出来るか
ぎり溶接に有利なトーチの姿勢で溶接しうるように、結
合の向きを選択し７うるものである。

（ホ）その他この発明の技術的思想の範囲内における各
構成の均等物との置換えも、またこの発明の技術的範囲
に含まれるものである。

この発明は前述のとおりであるので、下記する特有かつ
顕著なる効果を奏しうるものである。

（１）　　ロボットの基台を直接ワークに取り付けるの
ではなく、別途ワークに直接取り伺けうるようにした取
付台にロボットの基台を取り付けうるようにしたので、
ロボットの作業中に別の取付台を別の個所に取り付けて
準備しておけるから、ロボットの作業効率が向上する。

（ｆｆ）　　基台と取付台を結合するのに、一方に設け
た左右方向に突設した突起と、この突起を前後方向から
嵌入する他方に設けた溝とによって実行し、さらにこの
嵌入を保持するねじ手段を設けたから、左右前後方向に
直角な方向に対して充分強固に結合されうるのみならず
、これを保持するのにねじ手段によったから、このねじ
のピッチを適宜に選択しさえすれば、この保持が不意に
外れるうれいもない。またこの両者の結合および解除も
、ねじを回すことにより簡単に行ないうる。これらの効
果は、例えば造船のロンジ溶接などにおいては、第１図
に図示しだような姿勢のみならず、例えばワークＷが第
１図の上下が反対になったような場合もありうることを
考慮すれば、この場合ロボット本体を下から上へ取り付
けねばならず、この場合の取り付けの容易、゛確ｉをも
期待しうるものである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの発明−実４例を示し、第１図は側面
図、第２図は平面図、第３図はブロック図である。 ｋ・・・産業用ロボット本体、１・・・基台、１ｃ・・
・突起、１ｅ・・・傾斜側面、６・・・取付台、６ｅ・
・・爪、６ｇ・・・ねじ手段（相互に押し付けるねじ手
段）、６ｊ・・・溝、６ｄ・・・ねじ手段（ワークに対
する取付手段）、Ｗ・・・ワーク。 出願人　　新明和工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）産業用ロボット本体の基台と、この基台と結合分
   離可能の取付台とを含有し、この取付台はワークに対す
   る取付手段を具備している、産業用ロボット。 ■　産業用ロボット本体の基台と、この基台と結合分離
   可能の取付台とを含有し、前記基台と取付台のうち一方
   に左右方向に突設した突起を、他方にこの突起を前後方
   向から嵌入する溝を穿設し、さらに前記嵌入を保持する
   方向に前記基台と取付台とを相互に押し付けるねじ手段
   か具備されている、産業用ロボット。 （ａ　前記産業用ロボット本体は左右方向の軸で各脚が
   関着され、さらにその手首には左右方向の直進自由度を
   有している多関節形である、特許請求の範ｆＩＯ第２項
   記載の産業用ロボット。