JP2005161377A - Welding equipment - Google Patents
Welding equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005161377A JP2005161377A JP2003406147A JP2003406147A JP2005161377A JP 2005161377 A JP2005161377 A JP 2005161377A JP 2003406147 A JP2003406147 A JP 2003406147A JP 2003406147 A JP2003406147 A JP 2003406147A JP 2005161377 A JP2005161377 A JP 2005161377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- head
- robot arm
- posture control
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、剛性に優れ高精度かつ高速に位置決めすることが可能な機械構成とした溶接装置に関するものである。 The present invention relates to a welding apparatus having a mechanical configuration that has excellent rigidity and can be positioned with high accuracy and high speed.
従来使用されている溶接装置は、機械構成や機能等の観点において、大きく2種類に分類して考えることができると思われる。
その第1の構成は、図16のように、リーチを比較的長くとったロボットアームと、このロボットアームを搬送するための直線移動軸による搬送レールの組み合わせからなる構成であり、この構成においては、加工時に稼動するのは主にロボットアームであり、加工中はロボット搬送レールは定位置で停止させておくことが精度上望ましい。
仮にロボットアームの動作と同時に搬送レールを高速に同期させれば、ロボットアーム先端が振られて加工精度は著しく低下するし、搬送レールに関してもロボットアームを決まった位置へ移動させることに特化していることが多く、一般に中間位置での位置決め精度が良いとはいえない。
このような構成においては、一般にロボットアームの関節部は回転軸で構成され、加工がロボットアーム単独で行なわれ、ロボットアーム先端の可動範囲を広く確保するために、ロボットアームを構成している各アームを長くせざるを得ない。
また、各アームを連結する複数の関節は回転軸で構成されるため、座標計算のための演算負荷が大きいうえ、長いアーム長と相まって誤差の蓄積が著しくなり、アーム先端の位置精度の向上は困難である。
仮に、誤差を補正しようとしても、補正できる限界が低いことは容易に想像できるし、アームが長く関節が多い機械構成は剛性に乏しく、誤差や撓み、捻り等により、常時安定した精度が出せるものではない。特に、精密溶接において、溶接線の制御を連続的かつ高精度に維持しようにも、機械構成上の限界にすぐ突き当たるであろうことは容易に想像できる。(例えば、特許文献1参照。)
一般に、このような機械構成では、加工プログラムに関しても、直接プログラムを組むよりティーチングによることが多い。
従って、シビアに設定された溶接線に対し、常時、高精度に追従するような用途は考えにくいものであり、高精度な位置精度を要する精密な溶接に用いられることは無く、それ自身の精度の低さからおのずと運用範囲が限定されてきた。
また、このようなアーム長の長いロボットの構成では、アーム先端を軽くすることが望ましく、アーム先端に溶接ユニットや各種センサー等の付加物を搭載することは一般的ではなかった。
Conventionally used welding apparatuses are considered to be roughly classified into two types in terms of machine configuration and function.
As shown in FIG. 16, the first configuration is composed of a combination of a robot arm having a relatively long reach and a transport rail using a linear movement axis for transporting the robot arm. The robot arm is mainly operated during processing, and it is desirable in terms of accuracy to stop the robot transport rail at a fixed position during processing.
If you synchronize the transfer rail at high speed simultaneously with the operation of the robot arm, the tip of the robot arm will be shaken and the machining accuracy will be significantly reduced. With regard to the transfer rail, we will specialize in moving the robot arm to a fixed position. In general, the positioning accuracy at the intermediate position is not good.
In such a configuration, the joint portion of the robot arm is generally constituted by a rotating shaft, the processing is performed by the robot arm alone, and each of the robot arms constituting the robot arm is secured in order to ensure a wide movable range of the robot arm tip. I have to lengthen the arm.
In addition, since the multiple joints that connect each arm are composed of rotation axes, the calculation load for coordinate calculation is large, and the accumulation of errors is significant due to the long arm length, improving the position accuracy of the arm tip. Have difficulty.
Even if you try to correct the error, you can easily imagine that the limit that can be corrected is low, and the machine configuration with long arms and many joints has poor rigidity, and can always provide stable accuracy due to errors, deflection, twisting, etc. is not. In particular, in precision welding, it can be easily imagined that even if the control of the weld line is maintained continuously and with high accuracy, the limit on the machine configuration will be hit immediately. (For example, refer to
In general, in such a machine configuration, the machining program is often based on teaching rather than direct programming.
Therefore, it is difficult to think of a use that always follows high precision for severely set welding lines, and it is not used for precise welding that requires high-precision position accuracy, but its own accuracy. Naturally, the scope of operation has been limited due to its low level.
Further, in the configuration of such a robot with a long arm length, it is desirable to make the arm tip lighter, and it is not common to mount additional units such as a welding unit and various sensors on the arm tip.
従来例の第2の構成は、工作機械を思わせるような、高精度に直線移動するベース部分に、複合した回転軸を付加軸として取り付けたものであり、図17にその一例を示す。
この場合、各回転軸は近接した状態で組み合わされ、移動時は各回転軸が同時に制御されるものとなっている。(例えば特許文献2から5参照。)
この方式では、高精度かつ高速に位置決め可能な直線移動軸が主体となることと、各回転軸が近接して配置されることにより誤差を比較的小さな値に抑制できるメリットを持つ。
しかし、回転軸のみにより可動できる範囲は非常に狭く、回転軸のみの移動で加工が成立することは少なく、ほとんどの移動においてベース部分の移動を同時に伴うこととなる
また、ベース部に取り付けられた回転軸ユニットは周辺のスペースを占有するため、ワークと干渉しやすくなり、複雑形状のワークに対応しづらいものとなっていた。
また、上記回転軸のユニットには、各種センサーや補助加工器具を取り付けるための設計上の自由度が乏しい。例えば、回転軸の内部にレーザを通過させ、回転軸のところに設置した反射ミラーにてレーザ光を導く方法も考えられるが、この方法では、常にレーザ光の光軸のずれや反射ミラーの破損などのトラブルを意識せざるを得ない。
別に、光ファイバーによりレーザ光を伝達し先端まで持ってくる方法も考えられるが、光ファイバ内を通過していく際のエネルギー損失や、ファイバーの損傷に対し常に注意を払わなければならない。
The second configuration of the conventional example is such that a complex rotating shaft is attached as an additional shaft to a base portion that moves linearly with high accuracy, reminiscent of a machine tool, and an example is shown in FIG.
In this case, the rotating shafts are combined in close proximity, and the rotating shafts are controlled simultaneously during movement. (For example, see Patent Documents 2 to 5.)
This method has an advantage that an error can be suppressed to a relatively small value by mainly using a linear movement axis that can be positioned with high accuracy and at a high speed and by arranging the rotation axes close to each other.
However, the range that can be moved only by the rotating shaft is very narrow, and it is rare that machining is achieved by moving only the rotating shaft, and most of the movement is accompanied by the movement of the base part at the same time. Since the rotary shaft unit occupies the surrounding space, it easily interferes with the workpiece, making it difficult to handle a workpiece having a complicated shape.
Moreover, the unit of the rotating shaft has a low degree of design freedom for attaching various sensors and auxiliary processing tools. For example, a method of passing the laser inside the rotating shaft and guiding the laser beam with a reflecting mirror installed at the rotating shaft is also conceivable, but this method always shifts the optical axis of the laser beam or breaks the reflecting mirror. I have to be aware of such troubles.
Another possible method is to transmit laser light through an optical fiber and bring it to the tip. However, attention must always be paid to energy loss and fiber damage when passing through the optical fiber.
近年、溶接機に対する精度と加工速度の向上が求められてきているが、それのみにとどまらず各種加工用ワークへフレキシブルに対応可能な柔軟性も合わせて求められてきている。
しかしながら、上記のように、従来のロボットアーム主体の方式や、直線移動軸主体の方式では一長一短があり、ユーザーは否応無くどちらかの方式を選択し、その方式に由来するデメリットを甘受するしかなかった。
However, as described above, conventional robot arm-based methods and linear movement axis-based methods have merits and demerits, and the user must inevitably select either method and accept the disadvantages derived from that method. It was.
本発明は、従来の溶接加工において使用されてきた、ロボットアーム主体の加工では高度な位置決め精度を確保できない点と、また、回転軸が付加的に付き、位置決めが直線移動軸主体のものは常に複数軸の同時制御が求められ、複雑なワーク形状に対し干渉しやすく、結果的に加工対象が限定されてしまっている点を改良した新規な溶接装置を提供するものである。 In the present invention, the high accuracy of positioning cannot be ensured in the robot arm-based processing, which has been used in conventional welding processing, and a rotary shaft is additionally attached and positioning is always performed on a linear moving shaft. It is intended to provide a novel welding apparatus that requires simultaneous control of a plurality of axes, easily interferes with a complicated workpiece shape, and as a result, has limited the object to be machined.
本発明の構成は、工作機械を模範とする高精度で剛性も高くかつ高速な直線移動軸をベースとし、これに各アーム長を短く設定し剛性を確保したロボットアームを組み合わせたものである。これにより、アーム先端の位置決め精度の劣化を最小限に抑制しつつ、ロボットアームによる動きの柔軟さを確保し、アーム先端部に対する付加物の荷重にも対応できる。 The configuration of the present invention is based on a high-precision, high-rigidity and high-speed linear movement shaft modeled on a machine tool, which is combined with a robot arm that secures rigidity by setting each arm length short. Accordingly, it is possible to secure the flexibility of movement by the robot arm while minimizing the deterioration of the positioning accuracy of the arm tip, and to cope with the load of an appendage on the arm tip.
本発明の溶接装置は、速度、精度、剛性等を損なうことなく、ロボットアームによる接近性の良さと動きの自由度を得られるという利点がある。 The welding apparatus of the present invention has an advantage that good accessibility and freedom of movement can be obtained by a robot arm without impairing speed, accuracy, rigidity, and the like.
本発明は工作機械を模範とした直線移動軸をベースにし、これにアーム長を短く設定したロボットアームを組み合わせ、剛性や精度等を損なうことなくロボットアームによる柔軟な加工を可能としつつ、ロボットアーム先端にセンサや工具等の付加装置を搭載してもその重量に耐える構成を実現した。以下、その具体的な実施の形態で説明する。 The present invention is based on a linear movement axis modeled on a machine tool, combined with a robot arm with a short arm length, and enables flexible machining by the robot arm without losing rigidity, accuracy, etc. A configuration that can withstand the weight of additional devices such as sensors and tools mounted on the tip has been realized. Hereinafter, the specific embodiment will be described.
図1から図3は、本発明の第1実施例であり、1個の回転軸R1と、これを移動させるための1軸の直線移動軸G1の組み合わせ例である。
アームAは、直線軸により移動する移動体Zの取付面Bに取り付けられる。
図1から図3とも1個の回転軸R1と1個の直線軸という限定された構成であり、回転軸だけの可動範囲は円弧であるが、回転軸と直線軸を合わせたアーム先端の可動範囲は図1、図2の例では円筒形、図3では平面とする動きの自由度を持つ。
これらはいずれもが最もシンプルな構成であるため可動範囲は限られてはいるものの、定型ものであれば十分実用的であり、剛性も確保しやすく位置決め精度に優れる。
また、回転軸に繋がった各アームA1、A2の長さを剛性が確保できる程度に限定したアーム型ロボットとした場合、その先端部には、溶接状態を確認するためのイメージセンサーや溶接ビードを計測するための各種センサー類Sと、ワークWのバリ取りや整形のための補助工具Tと、半導体レーザユニット等のレーザユニットLが容易に取り付け可能である。
そして、アームAを構成する第1アームA1、第2アームA2の長さを適切とし、剛性確保を考慮されたロボットアームAはレーザユニットLの重量に耐え、補助工具Tの切削負荷に対しても位置ずれを招くことはない。
従って、図示するようなワークWに対する溶接作業が、速度、精度、剛性等を損なうことなく実行できる。
FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention, which is a combination example of one rotation axis R1 and one linear movement axis G1 for moving the rotation axis R1.
The arm A is attached to the attachment surface B of the moving body Z that moves by a linear axis.
1 to 3 have a limited configuration of one rotation axis R1 and one linear axis, and the movable range of only the rotation axis is an arc, but the movement of the arm tip that combines the rotation axis and the linear axis is possible. The range has a degree of freedom of movement which is cylindrical in the example of FIGS. 1 and 2 and flat in FIG.
Since these have the simplest configuration, the movable range is limited, but a fixed type is sufficiently practical, and it is easy to secure rigidity and has excellent positioning accuracy.
In addition, when the arm type robot is limited to such an extent that the rigidity of the arms A1 and A2 connected to the rotation shaft can ensure the rigidity, an image sensor or a weld bead is provided at the tip of the arm robot. Various sensors S for measurement, auxiliary tools T for deburring and shaping the workpiece W, and a laser unit L such as a semiconductor laser unit can be easily attached.
The robot arm A considering the length of the first arm A1 and the second arm A2 constituting the arm A and considering the securing of rigidity can withstand the weight of the laser unit L and withstand the cutting load of the auxiliary tool T. Will not cause a displacement.
Therefore, the welding operation for the workpiece W as shown in the figure can be performed without impairing the speed, accuracy, rigidity, and the like.
図4から図7は、本発明の第2実施例であり、2個の回転軸R1、R2と、これを移動させるための2個の直線移動軸G1、G2の組み合わせ例である。
実施例1において可動範囲が円筒形もしくは平面であったことと比べると、実施例2では可動範囲が3次元的な広がりを持つことができる。
回転軸が2個の場合、回転軸の制御のみで可動できる範囲はかなり広くなったとはいえ、効率よく運用するなら、直線移動軸との同時制御は必要となる。
いずれにしろ、2次元方向に移動可能な移動ヘッドに、上記の2個の回転軸の組み合わせにより、より複雑な動きが可能となり、自由形状のワークWに対する溶接が容易となる。
更に、図示するようなワークWに対する溶接作業が、速度、精度、剛性等を損なうことなく実行できる。
4 to 7 show a second embodiment of the present invention, which is a combination example of two rotation axes R1 and R2 and two linear movement axes G1 and G2 for moving the rotation axes R1 and R2.
Compared to the movable range being cylindrical or flat in the first embodiment, the movable range can have a three-dimensional expansion in the second embodiment.
In the case of two rotating shafts, the movable range by only controlling the rotating shaft is considerably widened, but simultaneous operation with the linear moving shaft is necessary for efficient operation.
In any case, the combination of the above two rotating shafts with the movable head that can move in a two-dimensional direction enables more complex movements and facilitates welding to the free-form workpiece W.
Further, the welding operation for the workpiece W as shown in the figure can be performed without impairing the speed, accuracy, rigidity, and the like.
図8から図9は、本発明の第3実施例であり、3個の回転軸R1、R2、R3と、これを移動させるための3個の直線移動軸G1、G2、G3の組み合わせ例である。
本実施例では3個の直線移動軸のみの動作であっても3次元空間の任意の場所に移動可能で、3個の回転軸がワークWやその周囲に干渉しなければ、3個の直線軸の位置制御のみで動作可能となり、剛性に富む移動ヘッドにより、非常に高精度な加工が可能となる。
図8(a)の構成は、その一例であり、3個の回転軸の隣り合う回転軸がそれぞれ直交するように設定したものである。回転軸の構成としては理想的であり、適切に配置された回転軸により、先端部の自由度が高くなっており、先端に装着されたレーザユニットL、補助工具T、センサーSを常に適切な方向に向けることが可能で、作業上の死角が発生しにくい構成である。
図8(b)は図8(a)の構成において、回転軸R1、R2を移動させた場合のものであり、このような回転軸の移動により、先端部に設けられた各種装置を自由に姿勢制御できる。
FIGS. 8 to 9 show a third embodiment of the present invention, which is a combination example of three rotation axes R1, R2, and R3 and three linear movement axes G1, G2, and G3 for moving the rotation axes. is there.
In the present embodiment, even if only three linear movement axes are operated, the movement can be made to an arbitrary place in the three-dimensional space, and if the three rotation axes do not interfere with the workpiece W and its surroundings, the three straight lines can be moved. Operation is possible only by controlling the position of the shaft, and very high-precision machining is possible with a moving head that is rich in rigidity.
The configuration of FIG. 8A is an example, and is set such that adjacent rotation axes of three rotation axes are orthogonal to each other. The configuration of the rotating shaft is ideal, and the degree of freedom of the tip portion is increased by the appropriately arranged rotating shaft, and the laser unit L, the auxiliary tool T, and the sensor S attached to the tip are always appropriately set. It can be turned in the direction, and it is difficult to generate a blind spot in the work.
FIG. 8 (b) shows a case where the rotary shafts R1 and R2 are moved in the configuration of FIG. 8 (a). By such movement of the rotary shaft, various devices provided at the tip can be freely set. Attitude control is possible.
図9(a)の構成は、3個の回転軸R1、R2、R3のうち2個の回転軸R2、R3を平行に設定したものである。このように回転軸を設定すると、上記のように隣り合う回転軸を直交配置した場合に比べ、先端に設けた各種装置の姿勢制御が限定されることとなるが、図9(b)に示すように、直線移動軸を固定したままの状態で、2個の回転軸R2、R3の制御により、先端に設けた装置の姿勢を保ったまま先端部を直線的に移動させることが可能となる。
上記の構成によれば、ワークと干渉を回避しつつ、回転軸のみの制御で精度の高い直線移動を実現することができる。
更に、図示するようなワークWに対する溶接作業が、速度、精度、剛性等を損なうことなく実行できる。
In the configuration of FIG. 9A, two rotation axes R2, R3 among the three rotation axes R1, R2, R3 are set in parallel. When the rotation axis is set in this way, the posture control of various devices provided at the tip is limited as compared with the case where the adjacent rotation axes are arranged orthogonally as described above, but as shown in FIG. As described above, it is possible to move the tip portion linearly while maintaining the posture of the device provided at the tip by controlling the two rotation shafts R2 and R3 with the linear movement shaft fixed. .
According to said structure, highly accurate linear movement is realizable by control only of a rotating shaft, avoiding interference with a workpiece | work.
Further, the welding operation for the workpiece W as shown in the figure can be performed without impairing the speed, accuracy, rigidity, and the like.
更に、最も汎用性を高くした、実施例3のうち3個の回転軸R1、R2、R3を直交するように設定したものの現実的な形を図10に示す。3個の直線移動軸G1、G2、G3を直交するXYZ軸とし、これにより直線移動する移動体Zに対し、移動体の法線方向に回転可能な回転軸R1を介してアームA1を取り付け、アームA1、A2を回転軸R1に直交する回転軸R2により結合し、先端部はアームA2と回転軸R2に直交する回転軸R3により結合する。
各アームを駆動する回転軸は3個とし、各アームの断面積を広くとり、かつ各アーム長を短めに設定したことにより、アーム先端部であっても十分な剛性を確保し、精度は高水準に維持される。
これにより、ワークWに対する溶接作業が、速度、精度、剛性等を損なうことなく実行できる。
Furthermore, FIG. 10 shows a realistic form of the third embodiment in which the three rotational axes R1, R2, and R3 are set to be orthogonal to each other in the third embodiment. The three linear movement axes G1, G2, and G3 are set as orthogonal XYZ axes, and the arm A1 is attached to the movable body Z that moves linearly through the rotation axis R1 that can rotate in the normal direction of the movable body. The arms A1 and A2 are coupled by a rotation axis R2 orthogonal to the rotation axis R1, and the tip is coupled by an arm A2 and a rotation axis R3 orthogonal to the rotation axis R2.
The number of rotating shafts that drive each arm is three, the cross-sectional area of each arm is wide, and the length of each arm is set short, so that sufficient rigidity is ensured even at the tip of the arm, and the accuracy is high. Maintained at the same level.
Thereby, the welding operation | work with respect to the workpiece | work W can be performed without impairing speed, accuracy, rigidity, etc.
従って、先端部に荷重がかかっても問題がなく、重量の嵩む半導体レーザユニットLDの発信器自体を先端に設置可能となる。これにより外部に発信機を設ける場合に比べ、レーザ光の伝送ロスが無くなるとともに、中間経路のレーザ光漏洩による危険もなくなる。
また、近年は溶接の品質チェックが厳しく求められ、溶接加工とこれに関連する各種測定や検査は不可欠な物となっているが、これに対応するためのイメージセンサーS1とレーザスキャナS2を先端部に設置することができる。
イメージセンサーS1においては、溶接部の発光状態を輝度分布として捕らえ溶融状態の監視と、この監視結果をリアルタイムでレーザ光の出力制御等に反映することができる。
またレーザスキャナS2においては、溶接した溶接ビードの3次元形状を詳細に捕らえ、溶接欠陥を迅速に検査することが可能となる。
上記のような各種センサー類も、3個の回転軸R1、R2、R3により自由に姿勢制御されるため、常に高精度な測定が可能となる。
Therefore, there is no problem even if a load is applied to the tip, and the transmitter of the semiconductor laser unit LD that is heavy can be installed at the tip. This eliminates transmission loss of laser light and eliminates the danger of leakage of laser light in the intermediate path as compared with a case where an external transmitter is provided.
In recent years, the quality check of welding has been strictly demanded, and welding processing and various measurements and inspections related to it have become indispensable. The image sensor S1 and the laser scanner S2 corresponding to this have been installed at the tip. Can be installed.
In the image sensor S1, it is possible to monitor the melting state by capturing the light emission state of the welded portion as a luminance distribution, and to reflect the monitoring result in laser light output control or the like in real time.
In the laser scanner S2, the three-dimensional shape of the welded weld bead can be captured in detail, and a weld defect can be inspected quickly.
The various sensors as described above are also freely controlled in posture by the three rotation axes R1, R2, and R3, so that highly accurate measurement is always possible.
更に、溶接の高品質化と不良品発生防止のために、先端部に補助工具Tも設置することができる。図11に補助工具の一例として、リューターを設定した場合を示す。リューターTの先端には切削工具Cが取り付けられ、これはモーターCHにより回転することで切削が可能となる。このリューターは通常はシリンダーCHにより後退した状態で格納されているが、必要に応じてシリンダーCHにより前進する。
このリューターTにより、図12に示すように、ワークWの端面がE1のように不ぞろいであっても、リューターTにより端面はE2のように加工成形できる。
このように溶接前に、ワークWを成形することにより溶接条件は著しく改善され、溶接品質は高度水準に維持されると共に、ワークのばらつきに由来する溶接不良は激減する。
Furthermore, an auxiliary tool T can also be installed at the tip for improving the quality of welding and preventing the occurrence of defective products. FIG. 11 shows a case where a router is set as an example of the auxiliary tool. A cutting tool C is attached to the tip of the router T, which can be cut by being rotated by a motor CH. This router is usually stored in a state of being retracted by the cylinder CH, but is advanced by the cylinder CH as necessary.
As shown in FIG. 12, even if the end surface of the workpiece W is uneven as shown by E1, the end surface can be processed and formed by E.2 using the router T.
As described above, by forming the workpiece W before welding, the welding conditions are remarkably improved, the welding quality is maintained at a high level, and the welding defects due to the variation of the workpiece are drastically reduced.
上記のようにロボットアーム先端に、溶接ユニットのみならず、各種センサー類、補助工具を合わせて搭載することにより、それぞれの付加装置が最大限に機能すると共に、各付加装置を密接に関連付けた運用が可能となり、溶接装置そのもの付加価値を高めることが可能となる。 By mounting not only the welding unit but also various sensors and auxiliary tools on the robot arm tip as described above, each additional device functions as much as possible, and each additional device is closely linked. Therefore, it is possible to increase the added value of the welding apparatus itself.
また、先端部に関しては上記で述べた構成にとどまらない。求められる条件により、各種の組み合わせが可能であり、図13にその一例を示す。
先端部の溶接ヘッドから照射されるレーザ光は、光ファイバLFにて伝達され、溶接用フィラーワイヤーFの供給が可能なように設定したものであり、各種センサーとしてS1、S1を合わせて設置する。いろいろな形態をとることが可能な中において、溶接状態や加工個所を監視する各種センサーの意味は大きい。
Further, the tip portion is not limited to the configuration described above. Various combinations are possible depending on the required conditions. An example is shown in FIG.
The laser beam irradiated from the welding head at the tip is transmitted through the optical fiber LF and is set so as to be able to supply the filler wire F for welding. S1 and S1 are installed together as various sensors. . In various forms, various sensors for monitoring the welding state and the processing location are significant.
次に3個の直線移動軸と上記の3個の回転軸を持つロボットアームを組み合わせた実施例を図14に示す。
図14は、3個の直交するXYZ軸によりロボットアームは自在に移動可能となっており、X軸の移動体は幅が広く設定され、ロボットアームに負荷がかかっても捩れによる変形が起こりにくいよう配慮されている。そしてロボットアームの各アーム長は短めに設定し、関節部の半径を大きく確保することにより、十分な剛性と動力を確保し、先端部に設けられた半導体レーザユニットLD、各種センサーS、補助工具Tの荷重に耐えつつ、これらの自在に姿勢制御可能としている。
Next, FIG. 14 shows an embodiment in which a robot arm having three linear movement axes and the above three rotation axes is combined.
FIG. 14 shows that the robot arm can be freely moved by three orthogonal XYZ axes, and the X-axis moving body is set wide so that deformation due to torsion hardly occurs even when a load is applied to the robot arm. It is considered so. The length of each arm of the robot arm is set to be short and the radius of the joint portion is ensured to ensure sufficient rigidity and power, and the semiconductor laser unit LD, various sensors S, auxiliary tools provided at the tip portion are secured. These postures can be freely controlled while withstanding the load of T.
図15は、上記に対し、XYZ軸の構成を変更したものである。
直線軸の中でZ軸を最終の移動軸をしたことにより、ロボットアーム全体のZ軸方向での接近性が有利になっている。
そして、レーザユニットLを外部に設置し、これを光ファイバLFで伝達し、ロボットアーム先端からレーザ光の射出している。
図14の例に比べると、最も重量の嵩むレーザ発信機が無いため先端部は軽くなり、これによりロボットアームのアームを若干細くし、回転軸の駆動力もより小さいもので対応可能となっている。また先端部がコンパクトになったことによりワークへの接近性がより高められている。上記のようにロボットアームの先端に設置する装置の形態や種類、個数等により、最適な軸構成を設定できる。
FIG. 15 is obtained by changing the configuration of the XYZ axes with respect to the above.
By making the Z axis the final movement axis among the linear axes, the accessibility of the entire robot arm in the Z axis direction is advantageous.
And the laser unit L is installed outside, this is transmitted with the optical fiber LF, and the laser beam is emitted from the tip of the robot arm.
Compared with the example of FIG. 14, since there is no laser transmitter that is the heaviest, the tip is lighter, which makes the arm of the robot arm slightly narrower and can be handled with a smaller driving force of the rotating shaft. . In addition, since the tip is compact, the accessibility to the workpiece is further enhanced. As described above, an optimal axis configuration can be set according to the form, type, number, and the like of the device installed at the tip of the robot arm.
以上、本発明の溶接装置の効果を特記すれば、ワークに対する溶接作業が速度、精度、剛性等を損なうことなく実行できる。更に、精密溶接のためには、溶接対象となるワークの前加工と共に、溶接ビームのスポット径をできるだけ小さくし、高精度に溶接線の制御を行うことが必要であるが、本発明による溶接システムの構成なら可能であり、あらゆる自由形状にも精度を落とすことなく対応できる。 As mentioned above, if the effect of the welding apparatus of this invention is mentioned specially, the welding operation with respect to a workpiece | work can be performed, without impairing speed, precision, rigidity, etc. Furthermore, for precision welding, it is necessary to make the spot diameter of the welding beam as small as possible and to control the welding line with high precision together with pre-processing of the workpiece to be welded. This is possible, and can be applied to any free form without reducing accuracy.
ロボットアーム先端に把持装置を取り付ければ、小部品の固定をしながら溶接を行うことや、直接内部の曲げ加工などのへの対応も行うことができる。 If a gripping device is attached to the tip of the robot arm, welding can be performed while fixing a small part, and it is also possible to cope with internal bending and the like.
A ロボットアーム
A1 第1アーム
A2 第2アーム
A3 第3アーム
B ロボットアーム取付部
E1 素材のエッジ部
E2 修正後の素材のエッジ部
C 切削工具
CH モーター
CL シリンダー
L レーザユニット
DL 半導体レーザユニット
LB レーザ光
LF 光ファイバー
F フィラーワイヤー
H 溶接用ヘッド
R1 第1回転軸
R2 第2回転軸
R3 第3回転軸
G1 第1直線軸
G2 第2直線軸
G3 第3直線軸
S センサー
S1 イメージセンサー
S2 レーザスキャナ
T 補助工具(リューター)
W ワーク
V 溶接ビード
Z 移動体
A Robot arm A1 First arm A2 Second arm A3 Third arm B Robot arm attachment part E1 Edge part E2 Material edge part C after correction Cutting tool CH Motor CL Cylinder L Laser unit DL Semiconductor laser unit LB Laser light LF Optical fiber F Filler wire H Welding head R1 First rotation axis R2 Second rotation axis R3 Third rotation axis G1 First linear axis G2 Second linear axis G3 Third linear axis S Sensor S1 Image sensor S2 Laser scanner T Auxiliary tool (Luther)
W Work V Weld bead Z Moving object
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003406147A JP2005161377A (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Welding equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003406147A JP2005161377A (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Welding equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005161377A true JP2005161377A (en) | 2005-06-23 |
Family
ID=34728608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003406147A Pending JP2005161377A (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Welding equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005161377A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101934429A (en) * | 2010-08-23 | 2011-01-05 | 东莞新能源科技有限公司 | Power battery laser welding machine |
| JP2012517900A (en) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | グラッシ・ファブリツィオ | Head for precision machining of a three-dimensional body continuously and machining apparatus equipped with the head |
| KR101246299B1 (en) * | 2010-12-17 | 2013-03-21 | 주식회사 에이스컴텍 | Automatic soldering device and Method for soldering using the device |
| KR20180026261A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-12 | 한국생산기술연구원 | Hybrid machining equipment for defect removal |
-
2003
- 2003-12-04 JP JP2003406147A patent/JP2005161377A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012517900A (en) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | グラッシ・ファブリツィオ | Head for precision machining of a three-dimensional body continuously and machining apparatus equipped with the head |
| CN101934429A (en) * | 2010-08-23 | 2011-01-05 | 东莞新能源科技有限公司 | Power battery laser welding machine |
| KR101246299B1 (en) * | 2010-12-17 | 2013-03-21 | 주식회사 에이스컴텍 | Automatic soldering device and Method for soldering using the device |
| KR20180026261A (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-12 | 한국생산기술연구원 | Hybrid machining equipment for defect removal |
| KR101899986B1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-09-18 | 한국생산기술연구원 | Hybrid machining equipment for defect removal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102477934B1 (en) | Machine tool | |
| CN107363838B (en) | machine tool | |
| US6886732B2 (en) | Friction stir welding device with detector for detecting torque current of friction stir welding tool | |
| US5900171A (en) | Laser machining apparatus with head support by angularly movable expandable arms | |
| EP1530107A3 (en) | Device for correcting positional data of robot | |
| JP6467644B2 (en) | Laser processing robot | |
| CN107443145B (en) | Machine tool | |
| JP2006212657A (en) | Joining tool for friction stir welding equipment | |
| JP2019098479A (en) | Machine tool | |
| US6747241B2 (en) | Laser beam projector | |
| WO2017141804A1 (en) | Welding device and method for controlling welding device | |
| JP5064344B2 (en) | Robot system | |
| US7696452B2 (en) | Process for the laser beam machining, especially laser beam welding, of components | |
| EP0997238B1 (en) | Parallel link mechanism | |
| JP2005161377A (en) | Welding equipment | |
| JP2001260068A (en) | Wrist axis device of articulated robot | |
| KR20190104362A (en) | Arc point adjustment rod mounting structure, articulated welding robot and welding device | |
| JP2009078288A (en) | Laser beam machining robot | |
| JP2009125783A (en) | Robot system | |
| JP4899099B2 (en) | Work robot position measurement device | |
| JPH09239578A (en) | Laser beam machine | |
| JP2001260069A (en) | Machining tool mounting bracket for articulated robot | |
| JP2000130534A (en) | Joint mechanism in parallel link mechanism | |
| JP7538761B2 (en) | Processing device, control device, and processing method | |
| JP4510475B2 (en) | Automatic welding method |