JP3662088B2

JP3662088B2 - Seam welding equipment

Info

Publication number: JP3662088B2
Application number: JP04792497A
Authority: JP
Inventors: 裕一高木; 寛金子
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: JPH10244376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークをロボットを用いてシーム溶接するためのシーム溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンクは、板金プレスにて成形した上ハーフと下ハーフとからなる。この燃料タンクは、これら上ハーフと下ハーフを重ね合わせ、相互に重なった周縁フランジ部をスポット溶接にて複数箇所仮止めし、こうして出来た一体型の燃料タンクの周縁フランジ部をシーム溶接機の上下一対の電極輪間に挟み、電極輪を回転させつつ両電極輪間に通電して互いに当接した周縁フランジ部を抵抗溶接することにより製作される。
【０００３】
従来では、仮止めした上下一体型の燃料タンクを専用の治具の上にセットした後、これを燃料タンクの平面形状に対応した形状の倣い治具でガイドしながらタンクを回転させてその全周部をシーム溶接している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシーム溶接装置では、燃料タンクの種類ごとに専用治具と倣い治具とが必要なため、燃料タンクの形状を変更する度にこれらの治具類を新規に製作して交換する必要があり、機種変更に際して多大な労力と時間とを要し、コストの高騰を招いていた。
【０００５】
そこで、本発明は、多品種の燃料タンクをシーム溶接する際にも能率良く段替することができ、且つ低コストに製作可能な汎用性を持つシーム溶接装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明装置は、ａ）並列に配置した搬入装置および搬出装置と、ｂ）ワークの形状に対応して形成された上下一対のクランプヘッドと、両クランプヘッドをそれぞれ独立して回転可能に支持するヨークとを備え、両クランプヘッドの上下方向の相対移動でワークをクランプおよびアンクランプするハンドリング治具と、ｃ）シーム溶接機と、ｄ）ハンドリング治具を支持可能の仮置台と、ｅ）先端部に前記ハンドリング治具が着脱可能に取り付けられ、旋回しながら搬入装置、搬出装置、シーム溶接機および仮受台に前記ハンドリング治具を移送するロボットアームとを具備し、ｆ）ハンドリング治具を形状の異なるワークごとに複数種類準備し、供給されたワークに対応するハンドリング治具をロボットアーム先端に取り付けると共に、残りのハンドリング治具を仮置台に仮置きして、ワークの機種切り替え時に現使用ハンドリング治具を仮置台に支持されたハンドリング治具と自動交換するようになし、かつハンドリング治具のヨークがロボットアームに対して回転可能であり、ｇ）シーム溶接位置に達したロボットアームの、当該シーム溶接位置と他所との高低差に基く姿勢変化を利用して、ヨークまたはロボットアームの何れか一方に設けたガイドを他方と係合させることにより、ヨークをロボットアームと同位相に保持するものである。
【０００７】
また、本発明装置は以下のものを有する：
ａ）ワークを搬入位置、溶接位置および搬出位置に移送すると共に、溶接位置で、溶接予定線と実際の溶接線との偏差を解消するよう制御軸を回転させ、これによりワークを回転させるロボットアーム；ｂ）ワークの形状に対応して形成され、一方をロボットアームの制御軸に連結した駆動側、他方を当該制御軸と分離した従動側とし、両者を上下方向に相対移動させてワークをクランプおよびアンクランプする上下一対のクランプヘッドと、ロボットアームに対して回転可能であり、両クランプヘッドをそれぞれ独立して回転可能に支持するヨークと、両クランプヘッドによるワークのアンクランプ時に、従動側のクランプヘッドとヨークとを回転方向の係合により同位相に保持すると共に、クランプ時に上記係合状態を解除して従動側のクランプヘッドを回転フリーにするクランプヘッド位相保持機構とを有し、ロボットアームに着脱可能に取り付けられたハンドリング治具；ｃ）少なくともシーム溶接位置で、ヨークおよびロボットアームの何れか一方に設けたガイドを他方と係合させて、ヨークをロボットアームと同位相に保持するヨーク位相保持機構。
【０００８】
搬入および搬出位置のうちの少なくとも搬入位置に、上下のクランプヘッドによるワークのクランプ前、アンクランプ時にヨークをその両側に配置した押圧部材で押圧することにより、制御軸を中心として回転させ、当該ヨークをワークの搬入姿勢に対応した基準姿勢に矯正するヨーク姿勢修正機構を設けることもできる。
【０００９】
クランプヘッド位相保持機構は、ヨーク又は従動側クランプヘッドの何れか一方に設けられた上下方向の案内溝と、他方に設けられた前記案内溝に嵌合する案内突起とで構成する。
【００１０】
ヨーク位相保持機構は、シーム溶接位置に達したロボットアームの、当該シーム溶接位置と他所との高低差に基く姿勢変化を利用してガイドにヨークまたはロボットアームを挿脱させることにより、ヨークをロボットアームと同位相に保持しあるいはヨークを回転フリーとするものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１および図２に示すように、本発明装置は、ワーク（１）、例えば自動車の燃料タンクの搬入・搬出を行う、並列配置された搬入装置（２）および搬出装置（３）と、シーム溶接を行うシーム溶接機（４）と、旋回中心（Ｏ）を中心として旋回しながら搬入装置（２）、搬出装置（３）およびシーム溶接機（４）相互間で燃料タンク（１）を移送する多関節ロボット（５）とを有する。
【００１３】
多関節ロボット（５）のアーム（７）先端部には、制御軸（９）、θテーブル（10）、ＸＹテーブル（11）および市販のツールチェンジャ（図示せず）を介し、燃料タンク（１）を支持するためのハンドリング治具（14）が装着される。制御軸（９）は、回転角を精密に制御できるステップモータやサーボモータ等によって駆動される軸であって、ロボットの末端制御軸をそのまま利用することもできる。ロボット（５）は、燃料タンク（１）の周縁フランジ部（1c）の凹凸歪み等の影響でシーム溶接機（４）の電極輪の走行方向が変化し、溶接予定線と実際の溶接線との偏差が生じた際にこれを検出し、当該偏差をθテーブル（10）およびＸＹテーブル（11）で許容しつつこれを解消する方向に制御軸（９）を回転させ、これによりハンドリング治具（14）に支持された燃料タンク（１）を回転させて溶接方向を修正する。ツールチェンジャは、ハンドリング治具（14）を着脱可能に支持するもので、燃料タンク（１）の機種変更によりハンドリング治具（14）を交換する際に容易に交換できる構造とする。
【００１４】
搬入装置（２）には、平面視で略コ字型の台車（15）が自走可能に支持されている。この台車（15）は、前工程から供給された燃料タンク（１）の両側端を支持し、これを搬入装置（２）の終端に設けられた搬入位置（Ａ）まで搬送するものである。台車（15）の両側にはそれぞれ１つずつ位置決めピン（図示せず）が突設されており、この位置決めピンを燃料タンク（１）両側に設けられたピン孔（図示せず）に挿入することによって燃料タンク（１）が台車（15）上に位置決めされ、その状態で搬入位置（Ａ）に搬送される。
【００１５】
搬出装置（３）は、搬送面を送り方向に下り傾斜としたローラコンベヤ等で構成されており、搬出装置（３）上に載置された溶接済みの燃料タンク（１）は、その自重によって搬送面上を滑って次工程に搬送される。搬出装置（３）の始端部に隣接する搬出位置（Ｂ）には、燃料タンク（１）を反転させるための反転機構（16）が設けられる。この反転機構（16）は、ロボットアーム（７）で搬出位置（Ｂ）に移送された燃料タンク（１）を平面視でコ字型のアーム（17）で支持し、このアーム（17）を回転軸（18）を中心として１８０°回転させることにより上下反転させるものである。燃料タンク（１）は、そのロア面（1a：図４参照）を基準面とし、これを上にした状態で搬入し、溶接されるが、そのままの姿勢、すなわち、アッパー面（1b）が下の状態では、アッパー面（1b）にある注油口等の凸部が邪魔となり、自重搬出が不可能になるので、反転機構（16）で燃料タンク（１）を反転させ、ほぼ平坦なロア面（1a）を下にしてから搬出装置（３）に供給するようにした。
【００１６】
ハンドリング治具（14）は、図４に示すように、上下一対のクランプヘッド（20）（21）を略Ｃ字型のヨーク（22）で制御軸（その軸線を9aで示す）と同軸に且つそれぞれ独立して回転可能に支持することにより構成される。上クランプヘッド（20）は、制御軸（９）の回転によって回転駆動されるもので（駆動側）、ツールチェンジャに着脱可能に装着されている。上クランプヘッド（20）は、燃料タンク（１）の外周面を拘束する複数の爪部材（23）を有する。この爪部材（23）は、燃料タンク（１）の全周にわたってその複数箇所に配置され、爪部材（23）の個々の内面形状および配置位置は溶接する燃料タンク（１）の外周面形状に対応して決定される。一方、下クランプヘッド（21）は、制御軸（９）から分離して（非連結状態で）設けられており（従動側）、その上端には燃料タンク（１）のアッパー面（1b）を支持する複数のワーク支持部（24）が配設されている。ワーク支持部（24）は、燃料タンク（１）底面の凹凸に合わせて適宜高さを異ならせて配置されるが、その設置数は、燃料タンク（１）を安定して支持できるよう３個所とするのが好ましい。
【００１７】
ヨーク（22）下端の先端部には、下クランプヘッド（21）を昇降させるための昇降機構、例えばエアシリンダ（26）が装着される。このエアシリンダ（26）を駆動してそのシリンダロッドを突出させると、下クランプヘッド（21）が上昇して上クランプヘッド（20）との協働で燃料タンク（１）がクランプされる。逆にシリンダロッドを縮退させると、下クランプヘッド（21）が降下し、燃料タンク（１）がアンクランプされる。このように下クランプヘッド（21）のみを昇降させる他、上下のクランプヘッド（20）（21）を昇降させて、すなわち両者（20）（21）を上下方向に相対移動させてワーク（１）をクランプ又はアンクランプさせてもよい。
【００１８】
ヨーク（22）と下クランプヘッド（21）との間には、クランプヘッド位相保持機構（27）が設けられる。この位相保持機構（27）は、両クランプヘッド（20）（21）による燃料タンク（１）のアンクランプ時に、従動側のクランプヘッド（）、すなわち下クランプヘッド（21）をヨーク（22）と同位相に位置決め保持すると共に、クランプ時に下クランプヘッド（21）をヨーク（22）に対して回転フリーにするもので、例えば図３に示すように、ヨーク（22）に固定した、上下方向の案内溝（29）を有するガイド部材（30）と、下クランプヘッド（21）に固定した、前記案内溝（29）と嵌合可能の案内突起（31）を有する被ガイド部材（32）とで構成される。案内溝（29）と案内突起（31）は、燃料タンク（１）のアンクランプ時に両者が係合し（実線で示す）、クランプ時に案内突起（31）が案内溝（29）から脱出する（二点鎖線で示す）ような位置関係に配置される。案内溝（29）は、案内突起（31）が案内溝（29）内にスムーズに案内されるよう、その入口（上端）付近の溝幅を上方ほど拡大させて形成される。以上の構成により、アンクランプ時には案内溝（29）に案内突起（31）が嵌合するため、下クランプヘッド（21）とヨーク（22）とが同位相に位置決め保持され、一体回転可能となる。一方、クランプ時には案内突起（31）が案内溝（29）から脱出し、両者の係合状態が解除されるので、下クランプヘッド（21）がヨーク（22）に対して回転フリーとなる。従って、この状態で制御軸（９）を回転させると、上下のクランプヘッド（20）（21）および燃料タンク（１）が一体に回転する。
【００１９】
なお、上述のように案内溝（29）をヨーク（22）側に、案内突起（31）を下クランプヘッド（21）側に配置するだけでなく、その逆に案内溝（29）を下クランプヘッド（21）側に、案内突起（31）をヨーク（22）側に設けても構わない。
【００２０】
上記ハンドリング治具（14）は、燃料タンク（１）の形状に合わせて複数種類準備し、溶接する燃料タンク（１）の種類に合わせて適宜交換してツールチェンジャに取り付ける。使用しないハンドリング治具は、仮置台（33：図１参照）に仮置きし、交換時にはロボットアーム（７）を仮置台（33）近傍まで旋回させて適当な自動交換機構でツールチェンジする。
【００２１】
上記ハンドリング治具（14）では、アンクランプ時以外はヨーク（22）が回転フリーとなる。従って、シーム溶接位置（Ｃ）での溶接中にヨーク（22）が勝手に回転し、シーム溶接機（４）と干渉する等の不具合を招くおそれがある。
【００２２】
この点に鑑み、本発明では、ヨーク（22）とロボットアーム（７）との間に、少なくともシーム溶接位置（Ｃ）でヨーク（22）をロボットアーム（７）と同位相に位置決め保持するヨーク位相保持機構（35）を設けている。このヨーク位相保持機構（35）としては、例えば図５および図６に示すように、ロボットアーム（７）に、下端部に二股状のガイド（36）を有するガイドアーム（37）を取り付け、このガイド（36）の間にヨーク（22）を挿脱可能とした構成が考えられる。一般にシーム溶接位置（Ｃ）と、その他の例えば搬入位置（Ａ）や搬出位置（Ｂ）との間には高低差があるので、これらの位置を移動する間にはロボットアーム（７）の姿勢、すなわちアーム（７）の向きや傾斜角に差異が生じる。従って、この姿勢変化を利用すればヨーク（22）をガイド（36）に対して挿脱することが可能となる。すなわち、図６に示すように、シーム溶接位置（Ｃ）でロボットアーム（７）が前上がりとなり（実線で示す）、搬入位置（Ａ）や搬出位置（Ｂ）で当該アームが前下がりとなる場合（その時のアーム中心線を▲１▼で示す）には、シーム溶接位置（Ｃ）ではガイド（36）が下がるため、ガイド（36）にヨーク（22）が嵌まり、これによりヨーク（22）がロボットアーム（７）と同位相に保持される。一方、搬入位置（Ａ）や搬出位置（Ｂ）ではガイド（36）が上昇するため、ヨーク（22）がガイド（36）から脱出し（図２参照）、その結果、ヨーク（22）が回転フリーとなる。以上の構成から、シーム溶接中は、ヨーク（22）がロボットアーム（７）と同位相に固定されるため、ヨーク（22）がシーム溶接機（４）と干渉することもなくなる。また搬入位置（Ａ）や搬出位置（Ｂ）では、ヨーク（22）が回転可能となるから、例えばヨーク（22）の位相を燃料タンク（１）の搬入姿勢に対応した基準姿勢に合わせることも可能となる。なお、ガイド（36）の下端は、ヨーク（22）がスムーズに挿入されるよう下方ほど幅広に形成しておく。ガイド（36）は、ロボットアーム（７）側に設ける他、ヨーク（22）側に設けてロボットアーム（７）と係合させるようにしても構わない。
【００２３】
搬入装置（２）でのヨーク（22）の位相合わせは、搬入位置（Ａ）の直下に配置したヨーク姿勢修正機構（39）によってなされる。図１に示すように、搬入位置（Ａ）には、ロボットアーム（７）が燃料タンク（１）の搬入方向に対して水平面上で傾斜した状態で入ってくるが、この時にハンドリング治具（14）も同様に傾斜していたのでは、上下のクランプヘッド（20）（21）と燃料タンク（１）の位置合わせが正確に行えず、以後の精度がでない。ヨーク姿勢修正機構（39）は、かかる不具合を防止するもので、図７に示すように、一対の揺動部材（40）を左右対称に配置して、これをその中間に配置した揺動軸（41）に回転自在に枢着し、両揺動部材（40）をシリンダ（42）で駆動することにより、揺動部材（40）を揺動軸（41）を中心として揺動させるものである。斜めに進入してきたヨーク（図中の１点鎖線▲１▼）は、両揺動部材（40）の先端部に装着された押圧部材（43）によってその下端部両側からを押圧され（図８参照）、搬入装置（２）の搬送方向と平行になるよう真っ直ぐに（破線で示す）姿勢修正される。この時、上述のようにロボットアーム（７）とヨーク（22）との関係が切れており、ヨーク（22）はフリー回転可能であるから、かかる姿勢修正もスムーズに行われる。
【００２４】
このヨーク姿勢修正機構（39）と同様の機構は、搬出装置（３）側にも設けられる（図１参照）。これは、搬出装置（３）側ではでは、燃料タンク（１）を反転させる際に、反転機構（16）とハンドリング治具（14）でクランプされた燃料タンク（１）との位置合わせが必要となるからである。この場合、搬出位置（Ｂ）に入ってくるヨーク（22）の姿勢は、図７において一点鎖線▲２▼となる。この場合も、両揺動部材（40）を揺動させることにより、ヨーク（22）の姿勢が基準姿勢に修正される。なお、反転機構（16）を具備しない場合には、上記位置合わせは不要であるため、搬出装置（３）側のヨーク姿勢修正機構（39）を省略しても構わない。
【００２５】
本発明装置は以上の構成である。以下、本発明装置の動作を図９に基づいて説明する。なお、同図のフローチャートにおいて、左側は搬入装置（２）、シーム溶接機（４）および搬出装置（３）の動作を、右側はロボット（５）の動作を示す。
【００２６】
作業者が搬入装置（２）の搬入口に燃料タンク（１）をセットすると（ａ）、台車（15）によってタンク（1 ）が搬入位置（Ａ）に自動搬送される（ｂ）。同時にロボットアーム（７）が搬入位置（Ａ）に移動し（ｃ）、ヨーク姿勢修正機構（39）によってヨーク（22）が基準姿勢に矯正される（ｄ）。この時、上下のクランプヘッド（20）（21）はアンクランプ状態であり、クランプヘッド位相保持機構（27）の案内溝（29）と案内突起（31）とが係合状態にあるから、ヨーク（22）と下クランプヘッド（21）は同位相に保持されている。従って、ヨーク（22）の姿勢修正と同時に、台車（15）上の燃料タンク（１）と下クランプヘッド（21）との間の位置合わせもなされることになる。
【００２７】
次に、ハンドリング治具（14）のシリンダ（26）を起動して下クランプヘッド（21）を上昇させ、燃料タンク（１）を持ち上げてこれを上クランプヘッド（20）との間にクランプする（ｅ）。クランプ完了後には、案内突起（31）が案内溝（29）から外れるので、下クランプヘッド（21）はヨーク（22）に対して回転フリーとなり、上下のクランプヘッド（20）（21）および燃料タンク（１）が一体回転可能になる。また、燃料タンク（１）のクランプ完了と同時にヨーク姿勢修正機構（39）の揺動部材（40）が図７の二点鎖線で示す初期姿勢に戻る（アンクランプ）（ｆ）。次に、ロボットアーム（７）でハンドリング治具（14）を上昇させると、前下がりだったロボットアーム（図５の一点鎖線▲１▼）が前上がりになる（実線で示す）。これにより、ヨーク位相保持機構（35）のガイド（36）にヨーク（22）が嵌合し、ヨーク（22）とロボットアーム（７）の位相が固定される。この状態でロボットアーム（７）を旋回させ、クランプした燃料タンク（１）をシーム溶接機（４）に移送して（ｇ）、その周縁フランジ部（1c：図４参照）をシーム溶接する（ｈ）。この時、ヨーク（22）とロボットアーム（７）が固定されているので、ヨーク（22）が勝手に回転してシーム溶接機（４）と干渉することもない。
【００２８】
溶接完了後、ロボットアーム（７）を旋回させ、燃料タンク（１）を搬出位置（Ｂ）に移送する（ｉ）。次にヨーク姿勢修正機構（39）でヨーク（22）をクランプして基準姿勢に戻し（ｊ）、燃料タンク（１）をアンクランプして反転機構（16）上に載置する。その後、ヨーク姿勢修正機構（39）をアンクランプし（ｌ）、ロボットアーム（７）を原位置に退避させた後（ｍ）、反転機構（16）のアーム（17）を駆動して燃料タンク（１）を反転させ（ｎ）、搬出装置（３）上に溶接済み燃料タンク（１）を移送する。搬出装置（３）上の燃料タンク（１）は自重で滑り落ち、搬出口に達する（ｐ）。
【００２９】
燃料タンク（１）の機種変更を行う際には、ロボットアーム（７）を旋回させ、ハンドリング治具（14）を仮置台（33）に移送してツールチェンジを行う。
【００３０】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ハンドリング治具を形状の異なるワークごとに複数種類準備し、供給されたワークに対応するハンドリング治具をロボットアーム先端に取り付けると共に、残りのハンドリング治具を仮置台に仮置きして、ワークの機種切り替え時に現使用ハンドリング治具を仮置台に支持されたハンドリング治具と自動交換するようにしたので、種類の異なるワークであっても迅速に段替が行え、設備費を低減して段替サイクルタイムの短縮化を図ることができる。また、ワークの移動範囲の大半をロボットアームの移動でカバーしており、ハンドリング治具を小型化することができるので、特に大型ワークのシーム溶接では大きな利点となる。
【００３１】
ワークの種類変更に際しては、ハンドリング治具、その中でも特に上下のクランプヘッドを個々のワークの形状に対応した専用品とすれば足りるので、従来のように高価な専用治具や倣い治具等を使用する場合に比べ、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の平面図である。
【図２】本発明装置の側面図である。
【図３】クランプヘッド位相保持機構の正面図である。
【図４】ハンドリング治具の側面図である。
【図５】ヨーク位相保持機構の側面図である。
【図６】ヨーク位相保持機構の断面図である。
【図７】ヨーク姿勢修正機構の平面図である。
【図８】ヨーク姿勢修正機構の側面図である。
【図９】本発明による動作フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ワーク（燃料タンク）
２搬入装置
３搬出装置
４シーム溶接機
５ロボット
７ロボットアーム
９制御軸
14 ハンドリング治具
20 上クランプヘッド（駆動側）
21 下クランプヘッド（従動側）
22 ヨーク
27 クランプヘッド位相保持機構
29 案内溝
31 案内突起
33 仮置台
35 ヨーク位相保持機構
39 ヨーク姿勢修正機構
Ａ搬入位置
Ｂ搬出位置
Ｃシーム溶接位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seam welding apparatus for seam welding a workpiece using a robot.
[0002]
[Prior art]
The fuel tank is composed of an upper half and a lower half formed by a sheet metal press. In this fuel tank, the upper half and the lower half are overlapped, and the peripheral flange portions that overlap each other are temporarily fixed by spot welding at a plurality of locations, and the peripheral flange portion of the integrated fuel tank thus formed is connected to the seam welder. It is manufactured by sandwiching between a pair of upper and lower electrode wheels, rotating the electrode wheel, energizing between both electrode wheels, and resistance welding the peripheral flange portions that are in contact with each other.
[0003]
Conventionally, a temporarily fixed upper and lower integrated fuel tank is set on a dedicated jig, and then the tank is rotated while being guided by a copying jig corresponding to the planar shape of the fuel tank. The circumference is seam welded.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In conventional seam welding equipment, a dedicated jig and a copying jig are required for each type of fuel tank. Therefore, it is necessary to newly manufacture and replace these jigs every time the shape of the fuel tank is changed. In addition, a great deal of labor and time was required to change the model, leading to an increase in cost.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a versatile seam welding apparatus that can be changed efficiently even when seam welding various types of fuel tanks and can be manufactured at low cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the device of the present invention comprises: a) a loading device and a loading device arranged in parallel; b) a pair of upper and lower clamp heads formed corresponding to the shape of the workpiece; A handling jig that clamps and unclamps the workpiece by relative movement in the vertical direction of both clamp heads, c) a seam welder, and d) a handling jig. comprising: a temporary location table, the handling jig detachably attached to e) tip, turning while loading device, unloading device, and a robot arm for transferring the handling jig seam welding machine and the temporary cradle F) Prepare multiple types of handling jigs for workpieces with different shapes, and attach the handling jig corresponding to the supplied workpiece to the tip of the robot arm. At the same time, the remaining handling jig is temporarily placed on the temporary table, so that the current handling jig is automatically replaced with the handling jig supported by the temporary table when changing the workpiece model. yoke Ri rotatable der the robot arm, g) of the robot arm reaches the seam welding position, by utilizing a posture change based on the height difference between the seam welding position and elsewhere, any yoke or the robot arm By engaging a guide provided on either side with the other, the yoke is held in phase with the robot arm.
[0007]
The apparatus of the present invention has the following:
a) A robot arm that moves the workpiece to the carry-in position, the welding position, and the carry-out position, and rotates the control shaft so as to eliminate the deviation between the planned welding line and the actual welding line at the welding position. B) formed corresponding to the shape of the workpiece, one side is connected to the control axis of the robot arm and the other side is the driven side separated from the control axis, and both are moved relative to each other in the vertical direction to clamp the workpiece And a pair of upper and lower clamp heads to be unclamped, a yoke that is rotatable with respect to the robot arm, and that rotatably supports both clamp heads independently, and when the workpiece is unclamped by both clamp heads, holds the clamping head and the yoke in phase by engagement in the rotational direction, the driven side by releasing the engagement state when the clamp And a clamping head phase holding mechanism for a lamp head in free rotation, the handling jig detachably attached to the robot arm; c) at least seam welding position, the guide provided on either one of the yoke and the robot arm the by other engaged with the yoke phase holding mechanism for holding the yoke in the robot arm and the same phase.
[0008]
At least one of the loading and unloading positions is rotated around the control axis by pressing the yoke with pressing members arranged on both sides of the workpiece before and after clamping the workpiece by the upper and lower clamp heads. It is also possible to provide a yoke posture correcting mechanism that corrects the workpiece to a reference posture corresponding to the workpiece loading posture.
[0009]
The clamp head phase holding mechanism is composed of a vertical guide groove provided in one of the yoke and the driven side clamp head and a guide protrusion fitted in the guide groove provided in the other.
[0010]
The yoke phase holding mechanism uses a change in posture of the robot arm that has reached the seam welding position based on the height difference between the seam welding position and other locations to insert and remove the yoke or robot arm from the guide, thereby removing the yoke from the robot. The same phase as the arm can be maintained , or the yoke can be made free of rotation .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the device of the present invention includes a seam (2) and a carry-out device (3) arranged in parallel to carry in and out a work (1), for example, a fuel tank of an automobile, and a seam. The fuel tank (1) is transferred between the seam welder (4) that performs welding and the carry-in device (2), the carry-out device (3), and the seam welder (4) while turning around the turning center (O). An articulated robot (5).
[0013]
The tip of the arm (7) of the articulated robot (5) is connected to a fuel tank (1) via a control shaft (9), a θ table (10), an XY table (11) and a commercially available tool changer (not shown). ) Is mounted. The control axis (9) is an axis driven by a step motor, servo motor or the like that can precisely control the rotation angle, and the end control axis of the robot can be used as it is. The robot (5) changes the traveling direction of the electrode wheel of the seam welder (4) due to the uneven distortion of the peripheral flange part (1c) of the fuel tank (1), and the planned welding line and the actual welding line Is detected, and the control shaft (9) is rotated in a direction to eliminate the deviation while allowing the deviation in the θ table (10) and the XY table (11). The fuel tank (1) supported by (14) is rotated to correct the welding direction. The tool changer detachably supports the handling jig (14) and has a structure that can be easily replaced when the handling jig (14) is replaced by changing the model of the fuel tank (1).
[0014]
The carry-in device (2) supports a substantially U-shaped carriage (15) in a plan view so as to be able to run on its own. The carriage (15) supports both side ends of the fuel tank (1) supplied from the previous step, and conveys it to a loading position (A) provided at the end of the loading apparatus (2). One positioning pin (not shown) is provided on each side of the carriage (15), and this positioning pin is inserted into a pin hole (not shown) provided on both sides of the fuel tank (1). As a result, the fuel tank (1) is positioned on the carriage (15), and in this state, it is transported to the carry-in position (A).
[0015]
The carry-out device (3) is composed of a roller conveyor or the like whose transport surface is inclined downward in the feed direction, and the welded fuel tank (1) placed on the carry-out device (3) is caused by its own weight. It slides on the conveyance surface and is conveyed to the next process. A reversing mechanism (16) for reversing the fuel tank (1) is provided at the unloading position (B) adjacent to the starting end of the unloading device (3). The reversing mechanism (16) supports the fuel tank (1), which has been transferred to the unloading position (B) by the robot arm (7), with a U-shaped arm (17) in plan view, and the arm (17) It is turned upside down by rotating 180 ° around the rotation axis (18). The fuel tank (1) is loaded and welded with its lower surface (1a: see Fig. 4) as the reference surface, with the upper surface facing upward, that is, the upper surface (1b) is lower. In this state, the convex part such as the oil filling port on the upper surface (1b) becomes a hindrance, and it is impossible to carry out its own weight. (1a) was turned down before feeding to the carry-out device (3).
[0016]
As shown in FIG. 4, the handling jig (14) has a pair of upper and lower clamp heads (20) and (21) coaxially connected to a control axis (its axis is indicated by 9a) by a substantially C-shaped yoke (22). And each is comprised by supporting so that it can rotate independently. The upper clamp head (20) is rotationally driven by the rotation of the control shaft (9) (drive side) and is detachably mounted on the tool changer. The upper clamp head (20) has a plurality of claw members (23) that restrain the outer peripheral surface of the fuel tank (1). The claw members (23) are arranged at a plurality of positions over the entire circumference of the fuel tank (1), and the inner surface shape and the arrangement position of the claw members (23) are the outer surface shape of the fuel tank (1) to be welded. Determined accordingly. On the other hand, the lower clamp head (21) is provided (in a non-connected state) separated from the control shaft (9) (driven side), and the upper surface (1b) of the fuel tank (1) is provided at the upper end thereof. A plurality of workpiece support portions (24) to be supported are disposed. The work support parts (24) are arranged with different heights appropriately according to the unevenness of the bottom of the fuel tank (1). The number of work support parts (24) is three so that the fuel tank (1) can be supported stably. Is preferable.
[0017]
An elevating mechanism for elevating the lower clamp head (21), for example, an air cylinder (26) is attached to the tip of the lower end of the yoke (22). When the air cylinder (26) is driven to project the cylinder rod, the lower clamp head (21) rises and the fuel tank (1) is clamped in cooperation with the upper clamp head (20). Conversely, when the cylinder rod is retracted, the lower clamp head (21) is lowered and the fuel tank (1) is unclamped. In this way, in addition to raising and lowering only the lower clamp head (21), the upper and lower clamp heads (20) and (21) are also raised and lowered, that is, both (20) and (21) are moved relative to each other in the vertical direction. May be clamped or unclamped.
[0018]
A clamp head phase holding mechanism (27) is provided between the yoke (22) and the lower clamp head (21). When the fuel tank (1) is unclamped by both the clamp heads (20) and (21), the phase holding mechanism (27) moves the driven-side clamp head (), that is, the lower clamp head (21) to the yoke (22). Positioning and holding in the same phase, and making the lower clamp head (21) free to rotate with respect to the yoke (22) at the time of clamping, for example, as shown in FIG. A guide member (30) having a guide groove (29), and a guided member (32) having a guide protrusion (31) that can be fitted to the guide groove (29) fixed to the lower clamp head (21). Composed. The guide groove (29) and the guide protrusion (31) are engaged with each other when the fuel tank (1) is unclamped (shown by a solid line), and the guide protrusion (31) escapes from the guide groove (29) when clamped ( They are arranged in a positional relationship (shown by a two-dot chain line). The guide groove (29) is formed by enlarging the groove width near the inlet (upper end) upward so that the guide protrusion (31) is smoothly guided into the guide groove (29). With the above configuration, the guide protrusion (31) is fitted in the guide groove (29) during unclamping, so that the lower clamp head (21) and the yoke (22) are positioned and held in the same phase and can be rotated integrally. . On the other hand, at the time of clamping, the guide protrusion (31) comes out of the guide groove (29) and the engagement state between both is released, so that the lower clamp head (21) is free to rotate with respect to the yoke (22). Therefore, when the control shaft (9) is rotated in this state, the upper and lower clamp heads (20) (21) and the fuel tank (1) rotate integrally.
[0019]
As described above, the guide groove (29) is not only disposed on the yoke (22) side and the guide protrusion (31) is disposed on the lower clamp head (21) side. A guide protrusion (31) may be provided on the yoke (22) side on the head (21) side.
[0020]
A plurality of types of the handling jig (14) are prepared according to the shape of the fuel tank (1), and are appropriately replaced according to the type of the fuel tank (1) to be welded and attached to the tool changer. A handling jig that is not used is temporarily placed on a temporary table (33: see FIG. 1), and at the time of replacement, the robot arm (7) is swung to the vicinity of the temporary table (33) and the tool is changed by an appropriate automatic changing mechanism.
[0021]
In the handling jig (14), the yoke (22) is free to rotate except during unclamping. Therefore, the yoke (22) rotates freely during welding at the seam welding position (C), and there is a risk of causing problems such as interference with the seam welder (4).
[0022]
In view of this point, in the present invention, the yoke that positions and holds the yoke (22) in phase with the robot arm (7) at least at the seam welding position (C) between the yoke (22) and the robot arm (7). A phase holding mechanism (35) is provided. As this yoke phase holding mechanism (35), for example, as shown in FIGS. 5 and 6, a robot arm (7) is attached with a guide arm (37) having a bifurcated guide (36) at its lower end. A configuration in which the yoke (22) can be inserted and removed between the guides (36) is conceivable. In general, there is a height difference between the seam welding position (C) and other loading positions (A) and unloading positions (B), for example, so that the posture of the robot arm (7) is moved between these positions. That is, a difference occurs in the direction and inclination angle of the arm (7). Therefore, if this posture change is used, the yoke (22) can be inserted into and removed from the guide (36). That is, as shown in FIG. 6, the robot arm (7) rises forward (shown by a solid line) at the seam welding position (C), and the arm falls forward at the loading position (A) and the unloading position (B). In this case (the arm center line at that time is indicated by (1)), since the guide (36) is lowered at the seam welding position (C), the yoke (22) is fitted into the guide (36), thereby the yoke (22 ) Is held in phase with the robot arm (7). On the other hand, the guide (36) rises at the carry-in position (A) and the carry-out position (B), so that the yoke (22) comes out of the guide (36) (see FIG. 2), and as a result, the yoke (22) rotates. Become free. From the above configuration, during seam welding, the yoke (22) is fixed in phase with the robot arm (7), so that the yoke (22) does not interfere with the seam welder (4). Further, since the yoke (22) can rotate at the loading position (A) and the unloading position (B), for example, the phase of the yoke (22) may be adjusted to a reference posture corresponding to the loading posture of the fuel tank (1). It becomes possible. The lower end of the guide (36) is formed wider toward the lower side so that the yoke (22) can be inserted smoothly. In addition to being provided on the robot arm (7) side, the guide (36) may be provided on the yoke (22) side to be engaged with the robot arm (7).
[0023]
The phase alignment of the yoke (22) in the carry-in device (2) is performed by a yoke posture correcting mechanism (39) disposed immediately below the carry-in position (A). As shown in FIG. 1, the robot arm (7) enters the loading position (A) in a state inclined on the horizontal plane with respect to the loading direction of the fuel tank (1). 14) is also inclined in the same manner, the upper and lower clamp heads (20) (21) and the fuel tank (1) cannot be accurately aligned, and the subsequent accuracy is not good. The yoke posture correcting mechanism (39) prevents such problems. As shown in FIG. 7, a pair of oscillating members (40) are arranged symmetrically and arranged in the middle thereof. (41) is pivotally attached to the pivot member (41), and both pivoting members (40) are driven by the cylinder (42) to swing the pivoting member (40) about the pivoting shaft (41). is there. The yoke that has entered obliquely (the one-dot chain line (1) in the figure) is pressed from both sides of its lower end by the pressing members (43) mounted on the distal ends of both swinging members (40) (FIG. 8). The posture is corrected straight (indicated by a broken line) so as to be parallel to the conveying direction of the loading device (2). At this time, as described above, the relationship between the robot arm (7) and the yoke (22) is broken, and the yoke (22) can be freely rotated, so that the posture correction is performed smoothly.
[0024]
A mechanism similar to the yoke posture correcting mechanism (39) is also provided on the carry-out device (3) side (see FIG. 1). On the unloader (3) side, when the fuel tank (1) is reversed, the reversing mechanism (16) and the fuel tank (1) clamped by the handling jig (14) must be aligned. Because it becomes. In this case, the posture of the yoke (22) entering the unloading position (B) is a one-dot chain line (2) in FIG. Also in this case, the posture of the yoke (22) is corrected to the reference posture by swinging both the swinging members (40). If the reversing mechanism (16) is not provided, the positioning is not necessary, and the yoke posture correcting mechanism (39) on the carry-out device (3) side may be omitted.
[0025]
The device of the present invention has the above configuration. The operation of the device of the present invention will be described below with reference to FIG. In the flowchart of the figure, the left side shows the operation of the carry-in device (2), the seam welder (4) and the carry-out device (3), and the right side shows the operation of the robot (5).
[0026]
When the worker sets the fuel tank (1) at the carry-in port of the carry-in device (2) (a), the tank (1) is automatically transferred to the carry-in position (A) by the carriage (15) (b). At the same time, the robot arm (7) is moved to the loading position (A) (c), and the yoke (22) is corrected to the reference posture by the yoke posture correcting mechanism (39) (d). At this time, the upper and lower clamp heads (20) and (21) are in an unclamped state, and the guide groove (29) and the guide protrusion (31) of the clamp head phase holding mechanism (27) are in an engaged state. (22) and the lower clamp head (21) are held in phase. Therefore, simultaneously with the posture correction of the yoke (22), the alignment between the fuel tank (1) on the carriage (15) and the lower clamp head (21) is also made.
[0027]
Next, the cylinder (26) of the handling jig (14) is activated to raise the lower clamp head (21), and the fuel tank (1) is lifted and clamped between the upper clamp head (20). (E). After the clamp is completed, the guide protrusion (31) is disengaged from the guide groove (29), so the lower clamp head (21) is free to rotate with respect to the yoke (22), and the upper and lower clamp heads (20) (21) and fuel The tank (1) can rotate integrally. Simultaneously with the completion of clamping of the fuel tank (1), the swinging member (40) of the yoke posture correcting mechanism (39) returns to the initial posture shown by the two-dot chain line in FIG. 7 (unclamping) (f). Next, when the handling jig (14) is raised by the robot arm (7), the robot arm (the one-dot chain line (1) in FIG. 5), which has been lowered forward, rises forward (shown by a solid line). Thereby, the yoke (22) is fitted to the guide (36) of the yoke phase holding mechanism (35), and the phase of the yoke (22) and the robot arm (7) is fixed. In this state, the robot arm (7) is turned, the clamped fuel tank (1) is transferred to the seam welder (4) (g), and the peripheral flange portion (1c: see FIG. 4) is seam welded ( h). At this time, since the yoke (22) and the robot arm (7) are fixed, the yoke (22) does not rotate freely and does not interfere with the seam welder (4).
[0028]
After welding is completed, the robot arm (7) is turned to transfer the fuel tank (1) to the unloading position (B) (i). Next, the yoke posture correction mechanism (39) clamps the yoke (22) to return to the reference posture (j), and the fuel tank (1) is unclamped and placed on the reversing mechanism (16). Thereafter, the yoke posture correcting mechanism (39) is unclamped (l), the robot arm (7) is retracted to the original position (m), and then the arm (17) of the reversing mechanism (16) is driven to drive the fuel tank. (1) is inverted (n), and the welded fuel tank (1) is transferred onto the carry-out device (3). The fuel tank (1) on the unloading device (3) slides down by its own weight and reaches the unloading port (p).
[0029]
When changing the model of the fuel tank (1), the robot arm (7) is turned, and the handling jig (14) is transferred to the temporary table (33) to change the tool.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of types of handling jigs are prepared for each workpiece having different shapes, the handling jigs corresponding to the supplied workpieces are attached to the tip of the robot arm, and the remaining handling jigs are temporarily mounted. Temporarily changing the current handling jig with the handling jig supported by the temporary table when changing the workpiece model, so that even different types of workpieces can be quickly changed. The equipment cost can be reduced and the changeover cycle time can be shortened. In addition, since most of the workpiece movement range is covered by the movement of the robot arm, the handling jig can be miniaturized, which is a great advantage especially in seam welding of large workpieces.
[0031]
When changing the type of workpiece, it is sufficient to use handling jigs, especially the upper and lower clamp heads that are dedicated to the shape of each workpiece. Compared with the case of using, cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a device of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the device of the present invention.
FIG. 3 is a front view of a clamp head phase holding mechanism.
FIG. 4 is a side view of a handling jig.
FIG. 5 is a side view of a yoke phase holding mechanism.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a yoke phase holding mechanism.
FIG. 7 is a plan view of a yoke posture correcting mechanism.
FIG. 8 is a side view of a yoke posture correcting mechanism.
FIG. 9 is a diagram showing an operation flowchart according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Work (fuel tank)
2 carry-in device 3 carry-out device 4 seam welding machine 5 robot 7 robot arm 9 control axis
14 Handling jig
20 Upper clamp head (drive side)
21 Lower clamp head (driven side)
22 York
27 Clamp head phase holding mechanism
29 Guide groove
31 Guide protrusion
33 Temporary table
35 Yoke phase holding mechanism
39 Yoke posture correction mechanism A Carry-in position B Carry-out position C Seam welding position

Claims

A carry-in device and a carry-out device arranged in parallel;
A pair of upper and lower clamp heads formed corresponding to the shape of the workpiece, and a yoke that rotatably supports both clamp heads independently, and clamps and unclamps the workpiece by relative movement of both clamp heads in the vertical direction. A handling jig to clamp,
A seam welder,
And a temporary location stand capable of supporting the handling jig,
The handling jig is detachably attached to the tip, and includes a loading device, a carry-out device, a seam welding machine and a robot arm that transfers the handling jig to a temporary cradle while turning,
Prepare multiple types of handling jigs for workpieces with different shapes, attach the handling jigs corresponding to the supplied workpieces to the tip of the robot arm, and temporarily place the remaining handling jigs on the temporary table. None as the current use handling jig for handling jig and automatic exchanges supported on the provisional table at the time of switching, and the handling jig yoke Ri rotatable der the robot arm,
By using the posture change of the robot arm that has reached the seam welding position based on the height difference between the seam welding position and other places, by engaging the guide provided on either the yoke or the robot arm with the other, A seam welding device that keeps the yoke in phase with the robot arm .

Seam welding equipment having:
a) A robot arm that moves the workpiece to the carry-in position, the welding position, and the carry-out position, and rotates the control shaft so as to eliminate the deviation between the planned welding line and the actual welding line at the welding position. ;
b) formed corresponding to the shape of the workpiece, one side is connected to the control axis of the robot arm and the other side is the driven side separated from the control axis, and both are moved relative to each other in the vertical direction to clamp the workpiece and A pair of upper and lower clamp heads to be unclamped, a yoke that can rotate with respect to the robot arm, and supports both of the clamp heads to be independently rotatable, and a clamp on the driven side when the workpiece is unclamped by both clamp heads A robot arm having a clamp head phase holding mechanism that holds the head and the yoke in the same phase by engaging in the rotational direction, and releases the above-mentioned engaged state at the time of clamping to make the driven clamp head free to rotate; A handling jig removably attached to the instrument;
c) A yoke phase holding mechanism that holds the yoke in the same phase as the robot arm by engaging a guide provided on one of the yoke and the robot arm with the other at least at the seam welding position.

At least one of the loading and unloading positions is rotated around the control axis by pressing the yoke with pressing members arranged on both sides of the workpiece before and after clamping the workpiece by the upper and lower clamp heads. The seam welding apparatus according to claim 2, further comprising a yoke posture correcting mechanism that corrects the workpiece to a reference posture corresponding to the workpiece loading posture.

3. The clamp head phase holding mechanism is constituted by a vertical guide groove provided in one of the yoke and the driven side clamp head and a guide protrusion fitted in the guide groove provided in the other. Or the seam welding apparatus of 3.

The yoke phase holding mechanism inserts / removes the yoke or robot arm into / from the guide by using the posture change of the robot arm that has reached the seam welding position based on the height difference between the seam welding position and the other part, thereby removing the yoke from the robot. 4. The seam welding apparatus according to claim 2, wherein the seam welding apparatus is held in the same phase as the arm or the yoke is free to rotate.