JPS6213275A - 自動シ−ム溶接装置におけるロボツトの教示装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、１対の電極ロールを備えるシーム溶接機の機
体に多軸ロボットを搭載し、該ロボツｌ−により２輪車
用燃料タンク等のワークを誘導してその溶接部を該電４
ＩｉＡＯ−ル間に送り込むようにした自動シーム溶接装
置にＪ３りるロボットの教示装置に関する。

（従来の技術） 上記自動シーム溶接菰冒は、本願出願人が先に特願昭５
８−２２ｆ３９８８号で提案したしの℃・あり、この場
合ロボットの各軸は、ワークの溶接部の形状から演算で
求められる数値データに従って動作さけるようにしＣい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の方法では、２輪車用燃料タンクのように溶接部の
形状が三次元的に変化するワークの場合、各軸の数値デ
ータを求めるのに大型コンピュータを用いざるを得ず、
又形状の入力作業も面倒になる問題がある。

ところで、従来塗装ロボットの教示装置どして、持分Ｉ
ｘ１５４−４３２５８号公報により、ワークの搬送路側
方に配置する塗装ロボットの載置台に、該ロボットと機
構学的司法及び動作が同一で且つ各軸に駆動源に代えて
各エンコーダを連結したＥｌボッ１へ模型を並設し、該
模型を作業者が勅かして教示作業を行うようにしたもの
が知られ、かかる技術を利用し−（、シーム溶接機の機
体に上記ロボットと、ロボット模型とを互いにシフト自
在に搭載し、［１ボツト模型をロボットの塔載位置にシ
フトした状態で、これにワークを保持さけて教示作業を
行い、該模型の各軸のエン二１−ダからの位置データを
記憶装置に記憶させて、該記憶装置からの再生信号にに
リロボットを動作さＵるようにすることも考えられる。

然し、この乙のではシーム溶接機に、ロボットと１〕ボ
ツ１〜模型、及びそのシフト機構を搭載しなりればなら
ないため、シーム溶接機が人■！化し、又ロボットとロ
ボット模型とを同一位置に正確にシフ１−シて位置決め
することの困難性から、教示＋１．’ｌの電極ロールに
対りろロボット・模１３′（の相対イ装置と、実ｉ１Ｊ
　Ｉｆ、１の電（ル［］−ルに対するＬ″ＩＩボツトヌ
！Ｉ’　にｌ　’ｊｌとに多少どｂ　Ｉｊ＋差を生じ、
実働時にワークを教示通りに誘導し得なくなる問題があ
る、。

又、教示口、１は電極ロールを実働１１．１より低速ひ
回転させで、教示作業を？’Ｊい易くすることが望まれ
、この場合電（少ロールに給電した状態で教示作業を行
ってｂ　Ｎ　４られた教示データＣ・実働時のロボッ１
−制陣を行うと、ワークの溶接部のシーム溶接線が教示
された正規の線からずれることが実験により確認された
。

これは、電極１」−ル間でのワークの加熱時間の差によ
り教示時と実働時とでワークの溶融具合に差を生じ、ワ
ークの電極ロールに対りるスリップ串が変化して、ワー
クの電極ロールによる実際の送り速度とＬ」ホットの動
作速瓜どの同期が狂うためと考えられ、教示データを電
極「１−ルの周速度や溶接電流等の溶接条性に応じて修
正してロボットを動作させることで、シーム溶接線のず
れを防止できること、換言すれば電極ロールに通電眩ず
に教示作業を行って６．後（゛教示データを適宜修正す
ることで正確にシーム溶接を行い得られることが判明し
た。

本発明は、上記の如く電極ロールに通電せずに教示作業
を行ってｂ問題がなければ、教示Ｑ′Ｉ用の装置を別に
設けても、これにトランスを搭４＋！づ゛る必要がなく
てコスト的にも余り負担とならないことに着目し、ロボ
ット模型をシーム溶接機に［１ボツトと並設して搭載づ
る場合の上記問題点を解決して、教示作業を容易に行い
得られるようにした装置を提供することをその目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、上記目的を達成すべく、１対の電極ロール
を備えるシーム溶接機の機体に搭載する多軸ロボットど
機構学的司法及び動作が同一で且つ各軸に駆動源に代え
て各エンコーダを連結したロボット模型を用意すると共
に、該機体とは別に該電極ロールに対応する１対の教示
Ｊｌ　［１−ルどでの駆動源とを備える教示用枠体を設
け、該〔１ボツ［・模型を該教示用ロールに２４　′ｉ
Ｊる相対位置が該ロボットの該電極ロールに対する相対
位置と機構学的に同一どなるＪ、うに該枠体に搭載した
。

（作　用） ロボット模型にワークを保持さけ、教示用ロールを駆動
源により所定の周速度で回転駆動しつつ、作業者がワー
クを誘導してその溶接部を該教示用ロール間にその回転
に同期しく送り込み、各１ンコーダで検出される該模型
の各軸の位置データを所定時間間隔ぐ適宜の記憶装置に
入ノＪしてこれに記憶させる。

この教示作業に際し、ロボット模型の各軸（よ、実機に
搭ｉｌ！するロボットで直接教示を行う場合と異なり、
駆動源による負荷を受りずにワークの移動に伴って円滑
に動き、従ってワークを軽い力で誘導でき、教示作業が
容易となる。

又、教示用枠体に塔載した［１ボツ１〜模型と教示用ロ
ールとの相対位置と、シーム溶接機の機体に搭載するロ
ボットと電極ロールとの相対位置と相互の位置精度も、
シーム溶接機にロボツ１−と白ボッ１−模型とをシフト
自在に搭載する場合にお【プる位置決めの困難性がなく
（向上される。

更に、教示用枠体には、教示用ロールとその駆Ｑ）源及
びロボット模型を搭載するだけであって、１〜ランス類
を搭載するシーム溶接機に比し遥に小へ°νに得られ、
シーム溶接機の配置間隔等の適宜のデッドスペースに該
枠体を配置して教示作業を行い得られ、工場スペースの
有効利用を凶ることがぐきる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図乃至第３図を参照して、（１）　ｋｉｔシーム溶
接機の機体を示し、該機体（１）の前部に上下１対の電
極ロール（２＋）　（２２）と、王の後部に該各ロール
（２＋）　（２２）の駆動源（３１）　（３２）とを設
け、ここで、１一部電極ロール（２＋Ｈ，Ｌ、加圧シリ
ンダ（４）により胃降される電極ホルダ（５１）に軸支
されて、駆動源（３１）ににリノールギア（６）を介し
て回転駆動され、又下部電極ｒｊ−ル（２２）は、該機
体（１）に固定の電極７トルタ（！ｌ　２　）に軸支さ
れて駆動源（３２）により回１１１λ駆動されるものど
じ、２輪車用燃料タンク秀のワークＷの溶接部を該上部
電極ロール（２Ｉ）の下降ぐ該下部電極ロール（２２）
との間に挾み、この状態で該両ロール（２１）　（２２
）を回転駆動すると共に、これに該機体（１）の後部に
搭載し／ｅヒトンス（７）からオンス銅板（８）を介し
て通電して、溶接部のシーム溶接を行うようにし、この
シーム溶接に際しワークＷを誘導して溶接部を該両ロー
ル（２＋）　（２２）間にその回転に同！ＩＩＩ　シを
送り込むべく、該機体（１）にロボツｌ−（９）を搭載
した。図面で（２ａ）はＬｅｌｓ電極ロール（２１）の
周速検出器を示１゜ 該ロボット（９）は、該機体（１）の上面に固設した基
台（ＩＧに垂直の第１＋１＠（１１ａ）を中心にして旋
回自在に４１１設したロボット本体（Ｉｔ）と、該［１
ボット本体ｑつの原品に水平の第２ｉ１’１ｌｌ（１２
ａ）を中心にして揺動自在に軸設した前方にのびる第１
アーム０と、該第１アームａつの先端に水平の第３軸（
１３ａ）を中心にしで揺動自在に軸設した下方にのびる
第２アームａ３と、該第２アーム（１３の下端に図示し
ない平り規定機構により常時一定姿勢に保持されるよう
に取付けた手首ｌ′ｌΦとから成り、該手首ｌ′ｌ＠に
垂直の第４軸（１５ａ）を中心にして回転自在の手首ア
ーム（１９を軸設し、該アーム（＋４１１に十字継手０
ｅを介しＣワーク保持具（＋７１を取付け、該各軸（１
１ａｌ（１２ａ）（１３ａ）（１５ａ）を夫々減速機付
きの各別の駆動源（１８＋）　　Ｉ　１８２）　　（１
８３）　　（ＩＬ）により回転制御して、該保持具ａｈ
に呆持さＵたワークＷを所定数示軌跡通り（、：誘導し
１″ｊるようにした。

尚、図示のものではロボット本体（１１）に、第２軸（
１２ａ）用の駆動源（１８２）に加えて第３帖（１３ａ
）用の駆動源（１８３）を搭載し、該駆動源（１８３）
により図示しないチェーンを介して該第３軸（１３ａ）
を回転せしめるようにした。

以上（よ、本願出願人が先に提案した自動シーム溶接装
置と特に異らず、これ以上の詳細な説明は省略して、以
下本発明の特徴とりる載承装置につい（説明１」る。

第４図乃至第６図を参照して、（１０１）は前記電極Ｌ
ｌ−ル（２１）　（２２）に対応する上下１対の教本用
［１−ル（１０２１）　（１０２２）とその駆動源（１
０３）とをη６える教示用枠体を丞し、前記ロボツ１〜
（９）と機構学的寸法及び動作が同一のロボット模型（
１０９）を、該敬承用ロール（１０２，）　（ＩＱ２２
）に対り“る相λｊ位置が該電極［１−ル（２１）　（
２２）に対づ′る該［１ボッＩ−（９）の相対位置と機
構学的に同一・となるように該枠体（１０１）に搭載す
るものとし、これを更に詳述りるに、該枠体（１０１）
の高さ方向中間部に固設したホルダ（１０５２）の下部
教示用ロール（１０２２）を軸支し、該ホルダ（１０５
２）の上側に加圧シリンダ［１０４）により枢軸（１０
５ａ）を中心にしてヒト方向に揺動されるホルダ（１０
５１）を設けて、該１１−ルダ（１０５１）に上部教示
用【］−ル（１０２，）を軸支すると共に、そのＦｔ端
に駆動源（１０３）を取イ・１けて、かくて該両教示用
ロール（１０２１）　（１０２２）閤にワークＷの溶接
部を挾んだ状態で該上部教示用ＩＩ−ル（１０２＋）を
該駆動源（１０３）により所定の周速度で回転駆動させ
れば、ワークＷを介して該下部電極ロール（１０２２）
が従動回転されて、該両［ｌ−ル（１０２１）　（１０
２２）間に溶接部が引込まれるＪ：うにした、図面Ｃ（
１０２ａ］は上部教示用ロール（１０２，）の周速検出
器を示す。

該ロボット模型（１０９）は、該枠体（１０１）の上面
に固設した基台（１１０）に垂直の第１軸（１１１ａ）
を中心にして旋回自在に軸設しＩζロボット本体（１１
１）と、該ロボット本体（ｉｉｉ）の頂部に水平の第２
軸（１１２ａ）を中心にして揺動自在に＠設した前方に
のびる第１アーム（１１２）と、該第１アーム（１１２
）の先端に水平の第３　＠　（１１３ａ）を中心にして
揺動自在に軸設した第２アーム（１１３）と、該第２ア
ーム（１１３）の下端に、該各アーム（１１２）（１１
３）に平行の１対のリンク（１１４８）＜１１４ｂ）か
ら成るリンク式平行定規機構により常時一定姿勢に保持
されるように取付けた手１ｊｉ　（１１４）とから成り
、該手首（１１４）に垂直の第４軸（１１５ａ）を中心
にして回転自在の手首アーム（１１５）を軸設し、該）
′−ｌ＼（１１５）に前記【１ボツ１へ（９）と同一の
４・字継手Ｏｅを介しＣソーク保持具（＋７１を取付【
）るようにし、ここで第１第２アーム（１１２）（１１
３）、手首（１１４）　、手盲アーム（１１５）は上記
した実機の０ボツト（９）のそれと機構′デ・的刈法が
同一となるようにＪｊ、ｉ成し、又ロボット本体（ｉｌ
ｉ）を、第１軸（１１１ａ）と第２軸（１１２ａ）の教
示用［１−ル（１０２＋）　（１０２２）に対ぽノる相
対位置が［１ボッ１−（９）の第１第２軸（１１ａ）（
１２ａ）の電極ロール（２＋）　（２２）に対りる相対
位置と機構学的に同一となるように構成し、更に第７図
に示す如り、基台（１１０）に減速機（１１９，）を介
して第１軸（１１１ａ）に連結される第１エンコータ（
１２（ｈ）と、［１ボツト本体（１１１）の第２１１仙
（１１２ａ）の軸支部−側に減速は（１１９２）を介し
て該第２軸（１１２ａ）に′＆枯される第２エン］−ダ
（１２０，）と、−との他側に減速機（１１９：Ｉ）と
第１アーム（１１２）に平行のリンク（１２１）とを介
して第２アーム（１１３）　、即ら第３軸（１１３ａ）
に連結される第３エン］−ダ（１２０３）とを取付り、
又手市（１１４）に、第４図に示す如く、減速機（１１
９４）を介して第４軸（１１５ａ）に連結される第４エ
ンニ１−ダ（１２０４）を取付けた。

図面で（１２１ａ）は減速機（１１９３）に連結される
回動アーム、（１２１ｂ）は該アーム（１２１ａ）とリ
ンク（１２１）とを連結する連結ハム（１２２）はロボ
ット本体（１１１）と第１アーム（１１２）の先端部と
の間に張設したバランサスプリングを示す。

以上の如く構成された教示装置を用い、ロボット模型（
１０９）にワークＷを保持させ、教示用ロール（１０２
１）　（１０２２）を所定の周速度で回転させつつワー
クＷを作業者が誘導してその溶接部を該ロール（１０２
１）　（１０２２）間にその回転に同期して送り込み、
第１乃至第４の各エコーダ（１２０＋）（１２０２）　
（１２０３）　（１２０４）からの各軸（１１１ａ）（
１１２ａ）（１１３ａ）（１１５ａ）の位７Ｊ信号を、
第８図に示す如く、丈ン１リング周期発振器（１２３）
により規定される所定の時間開隔で方向判別４１（１２
４）　、現在値カウンタ（１２５）　、バッファ（１２
６）を介してメモリ（１２７）に入力し、この教示作業
終了後大助時の電極ロール（２１）　（２２）の周速や
溶接電流等の溶接条件に含Ｉ！（該メしり（１２７）に
格納された教示）−夕をソノト的に演ｒ１直正し、実機
［１ポツプ（９）のａ、ｌＪ御ノ゛−夕を伯成す°る。

図面で（１２８）は初期ｌＩｌ′Ｉ設定器、（１２９）
はＣＰＩ＋を承り。

（発明の効果） 以上の如く本発明によるときは、ロボット模型を用いで
軽い力で教ｆ［業を行い得られ、ｎ′業性が向上１−る
ど共に、シーム溶接機の機体とは別の枠体に教示用ロー
ルど該ロボット模型とを所定の位置関係で搭載するしの
で・、シーム溶接機の機体にＩＸ１ポットとロボット模
型とをシフ１−・自在に塔載１−る場合に比し、シーム
溶接機を小型に得られ、且つ［」ボット模型の位置精Ｉ
Ｉｌもｈ（Ｃ保し易くなって、ロボットと電極ロールど
の位置関係に合致した正確な教示デークを取ることが【
き、更に枠体も小型のｂのに得られて、工場の適宜のデ
ッドスペースを教示作業場所に利用可能どなり、工場ス
ペースの有効利用を図れる効果を右する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動シーム溶接装置の側面図、第２図及び第３
図は夫々その正面図と平面図、第４図は本発明教示装置
の１例の側面図、第５図及び第６図は夫々その正面図と
平面図、第７図は第４図のＶＵ−ＶＵ線線入大断面図第
８図はエンツー夕からの信号を記ｔｌｌＪさ口る記憶装
；Ｎのブロック図である。 （１）・・・シーム溶接機の機体 （２＋）　（２２）・・・電極ロール くっ）・・・ロボット （１０１）・・・教示用枠体 （１０２１）　（１０２２）・・・教示用ロール（１０
３）・・・駆動源 （１０９）・・・ロボット模型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １対の電極ロールを備えるシーム溶接機の機体に多軸ロ
   ボットを搭載し、該ロボットによりワークを誘導してそ
   の溶接部を該電極ロール間に送り込むようにした自動シ
   ーム溶接装置におけるロボットの教示装置であつて、該
   ロボットと機構学的寸法及び動作が同一で且つ各軸に駆
   動源に代えて各エンコーダを連結したロボット模型を用
   意すると共に、該機体とは別に該電極ロールに対応する
   １対の教示用ロールとその駆動源とを備える教示用枠体
   を設け、該ロボット模型を該教示用ロールに対する相対
   位置が該ロボットの該電極ロールに対する相対位置と機
   構学的に同一となるように該枠体に搭載したことを特徴
   とする自動シーム溶接装置におけるロボットの教示装置
   。