JPS6064781A - 点溶接用ロボツトのガン交換装置 - 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】 この発明は、点溶接用ロボットのガン交換装置に関し、
与えらｎた記憶又は数値制御によシ、ロボットが自らガ
ンを交換して溶接作業を進めらｆるようにした事を主な
特徴とづ−るものである。

点溶接用ロボットは自動車工場等のｆｔｆｉ一作業によ
る大量生産に多用さｎるようになった。その場合、製品
の流ｎＫ沿ってロボット’に並べ、各ロボットには担当
１゛る浴接部分に：ＩｉＩ　Ｌだガンと電極を与えてい
る。従ってロボットが作業中にガンや電極全欧換える必
要は全くなく、点溶接用ロボットとは一独の専用溶接機
であると考えらｎている。

本発明者は上のような業界常識から脱却し、点溶接用ロ
ボットにも汎用性を与える事を考えた。

そこで、まず考えらｎるのは最近の工作機械の工具交換
自動化のように、ロボッ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２’Ｌるため本発明者は、抜本的にガン
そのもの全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、センターの技術全
流用して自動化できる。しかし、そｎ自体が完成さｎた
点溶接機である大きなガン、しかも付属設備として致方
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。

種々の困難全克服して完成したこの発明は、流扛作業に
は不必要かも知ｎない。しかし製品’ｔ　−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
全、この発明のガン交換装置をもつロボットは教えらｎ
たとおシ、次々と最適ガンを使って仕上げる事ができる
のである。

次に図面全参照して、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。その主要部は、ロボットアームｌの先端／　（
７，が届く範囲に複数個配設した自動位置決め、仮固定
機構つきガン定置台コ、こｎら定置台コに載った異るガ
ンＧＸＧ’夫々の溶接用変圧器Ｊに次電流ケーブル３α
を移動可能に吊るした吊持機ｓμ、各ガンＧ、Ｇ’基部
に固定又は一体化され、定置台コに載る仮固定部分Ｓｃ
Ｌと、ロボットアームｌ側に自動位置決め、結合する保
合部５ｂとをもつガンブラケットｓ　（５’）等である
。

この発明全適用するロボット本体Ｒの構造は問わない。

要するにそのロボットアーム先端ｉａが点溶接ガン操作
に必要な動作を行い得るものであｎばよい。従って、本
体Ｒ１アームｌの構造説明は行わない。同様に点溶接ガ
ンの代ｐ例として示した周知のＸ型ガンＧＸ　Ｃ型ガン
Ｇ′の構造説明も略すが、いずｎも変圧器Ｊに次ケーブ
ル３α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ｇにより溶接物全電極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
１１ｘ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
特のガンブラケットｓＸｓ’−＞固定又は一体化してガ
ンＧ、Ｇ”（５定置合一、ロボットアームｌ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
ケットｓ、ｓ’の実施例全第３〜６図に示す。

第３．４図は第１図のＸ型ガンＧＫ付けたガンブラケッ
トｓを示し、第５．６図はＣ型ガンＧ′のガンブラケッ
ト５′全示ア。Ｘ型ガンＧの場合はその構造上、ガンブ
ラケット、５′ヲガン中央部’！’　テ伸Ｌ　、コの例
では先端部のボルト穴ツニよシガン基部に取付けている
。第５．６図のＣ型ガン用ブラケットｓｌは、第１図に
示すようにガンＧ′の基部と一体化してしまった例であ
る。

第５．４図のガンブラケットｓも、第５．６図のガンブ
ラケットＳ′もロボットアームｌとの係合部５ｂの形は
全く同じで、ブラケット後端面に突出している。第７図
にその保合部５ｂを、ロボットアーム先端ｌαに付けた
納会部材６に結合する状態量水している。保合部ｓｂは
、Ｔ型材断片をガンブラケットｓＸｓ’端に軸線が垂直
になるように暇付けた形で、その先端の左右凸部が、結
合部材乙の左右の固定腕Ａ（Ｌ、Ａαに抱え込まれた時
、抜は出なくなるようにしている。そして保合部ｓｂ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／／ｌ−押出すと、ピストン先端の位置決めピ
ン／／　ｃＬがガンブラケット係合部分ｓｂの位置決め
穴１０に人込み、クランプ、ピストンｌ／先端面が保合
部ｓｂの先端面を加圧して、クランプと位置決めが同時
に行わｎる構造である。

ガンプラケツ）５と５′の、定置台−に載る仮固定部分
ＳｃＬは少し形が違う。第６．４図のＸ型ガンＧ用ブラ
ケットＳの仮固定部分Ｓαは、水平に左右へ伸びた板／
Ｕ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ｎる。

第８図に定置台コ頭部の自動位置決め、仮固定機構の一
例と、こｎに係合した上記ガンプラケツ）５の仮固定部
分ｊａとを示す。上述のガンブラケット側水平板／２が
定置合一上面に載せらｎる際、定置台コ上面に垂直に立
つ位置決めピン−〇に上述のガンブラケット側短円筒／
３がはめらｎ１位置決めさする。そして、その水平板／
、２の左右縁を、定置合一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／４１が両クラン
プの共通駆動源になっている。

第５．６図のＣ型ガンＧ′用ブラケット５′の場合も、
定置台コに載る仮固定部分Ｓａは水平板／２と短円筒１
３とで構成さｎているが、たツブラケットｓｌの両側板
が水平板ｌ−の両級全覆っているので、こｎに窓穴／ｓ
を明け、両側クランプ、２ｂがこｎに入込んで水平板ｌ
−両縁をくわえらｎるようにした点だけが違う。

なお、第１図に示す定置台コは位置決めピン−α、クラ
ンプニｂをもつ頭部を前後、上下に浮動できるよう、数
本の垂直案内支柱１６とコイルバネ／７で支えた浮動枠
／ｇに水平案内棒１９とコイルバネ付ｉ付け、こ几に上
記頭部を支えさせている。

吊持機構ｌ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Ｊに次ケーブル３
（ｂｆ夫々のガンＧ　ＸＧ’に接続したま＼待機させた
シ、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
ボットアームｌの重量負担を減する事ができる。

この実施例の吊持機構りは天井のレールダαにフックｌ
ｃつきドロリーダｂｆ載せた簡単なものであるが、レー
ル’ｌａｋ回動腕に変えるとか、トロＩＪ−４−他の吊
持具に変える等、現場技術者の工夫によ）実施条件に適
応させる。

次に、この実施例の取扱い全簡単に説明する。

第１．２図に示すように、ロボットＲは製品（回路）を
載せる溶接冶具２ノの近くに据えらｎる。冶具２ノは製
品取付は時、危険防止のためロボットアームｌが届かな
い位置（鎖線位置）へ出し、取付は後、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１ＩＣＬは冶具コｌの上方、ロボッ
トＲ寄シの位置に設ける。

ロボツ）Ｈの基部は動かないので、その周囲で、ロボッ
トアームｌの先端が容易に届く位置に、アーム／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全階付けてもよい。要はロボッ
トアームｌをそちらへ向けた時、待機させたガンＧ、Ｇ
’もその向きになっておりアーム端の結合部材４（ｉ７
ガンの保合部５ｂに寄せらｎるようになっておｎばよい
。

各定置台−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
順序全テーチングにょシ記憶させるロボットＲであ扛ば
、最初、手動でロボットアームｔｆ動かす。即ち最初に
使うガンＧの保合部５ｂ（Ｔ形突起）の上方に、第７図
に示すようにアーム／端の結合部材乙の左右の固定腕Ａ
ａ、Ａαを持来たし、そのま＼少し下へさげると抱えこ
んだ形になる。そｎから結合部材６へ流体圧全速ってク
ランプ、ピストンｌｌを押出し、位置決めピン／／　Ｃ
Ｌｆガンブラケット左側位置決め穴１０へ入ｎながらク
ランプ全済ます。

そこでロボット操作によりガンＧによる作業工業を順次
教えた後、ガンＧｆ元の定置台−一・戻す。この場合は
第８図のようにガンブラケットＳの仮固定部分Ｓαの水
平板／コを定置台−の上方から静に下げ、位置決め短円
筒ｔ３に定置台ａ側位置決めピン、２ｃＬをけめつ＼台
コ上面に載せ、流体圧シリンダ／グへ流体圧を送シクラ
ンプ２ｂｆ働か丁。そｎから、ロボットアーム側結合部
材乙の流体圧操作でクランク、ピストンｌ／を戻し、ア
ームｌｋ真上へ上げてガンＧから離す。そｎから次のガ
ンＧ′の所へアームｌｋ向けて、とｎ２結合し、製品所
要位置の溶接工程を教えた後、元の定置台コへ戻す、と
いうように全工程を教え込む。こｎで、ロボッ）Ｒは教
工らｎた通シガンを選び、溶接し、ガンヶ取換えて溶接
する事全繰返すのである。数値制御方式のロボットなら
現場のテーチングが不侠になるが、比較的単純な作業に
限定さｎるであろう。

以上、一実施例によって説明したが、この発明は実施条
件に合わせて、用知技術によシ多様に変化、応用し得る
。例えば、上記実施例は口にしたが、これを逆にし、ア
ームｌ側は簡素なＴ形固定部材だけにし、ガンブラケッ
ト側保合部５ｂを上記結合部材６と同じにしてもよい。

点溶接による組立作業では、溶接電極全容易に近づけら
する場所ばかシでなく、難しい場所も多く溶接する。

従って点溶接ガンの形状は極めて多様で、そｎらを作業
者が選択使用するのであるが、従来の点溶接ロボットは
与えらｎたガンによる単純作業さえてきｎばよいとさｎ
ていた。

この発明は点溶接ロボットに、はじめてガンの選択、交
俟能力？与え、人間の作業者に大きく近づけた。そして
、その構成にはロボットアームの可動性全充分活用した
。即ち交換するガンを動か丁のでなく、ロボットアーム
の方ニ定置台上のガン全装着、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。

ロボットにガン定置ａｋ付属させ、こｎ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シ、要す扛は
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った。

各ガンにガンブラケットに付け、定置台にもロボットア
ームにも、まず位置決めさｎて固定さｎるようにしたか
ら、狂い々く所要位置を溶接できるのである。

この発明により、点溶接ロボッ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６．４図は同じくガンブラケットの−９：」
の平面図、立面図、第５．６図は同じく他のガンブラケ
ットの平面図、立面図、第７図はロボットアーム端の結
合部拐とカンブラケッ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ットとの仮固定機構説明州立−
面図である。 λ・・・ガン定置台、〃・・・吊持機構、ｓ、ｓ’・・
・ガンブラケット、６・・・結合部材。 特許出願人　正和溶工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロボットアーム先端が届く範囲に複数個配設した自動位
   置決め、仮固定機構つきガン定置台、とｎら定置台に載
   った異るガン夫々の溶接用変圧器、二次電流ケーブルを
   移動可能に吊るした吊持機構、及び上記各ガン基部に固
   定又は一体化さｎ１上記定置台に載る仮固定部分と、ロ
   ボットアーム側に自動位置決め、結合する保合部と？も
   つガンブラケットと全備え、 与えらｎた記憶又は数値制御によシ、ロボットが自らガ
   ンを交換して溶接作業を進めらｎるようにした事を特徴
   とする点溶接用ロボットのガン交換装置。