JPH10128538A - 溶接ロボットとそのセンサアダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接作業におけるセンサ信号の送信系における
ケーブル損傷の問題がなく、また、コネクタ着脱の手間
が省けて省力化が図れる溶接ロボットとそのセンサアダ
プタを提供する。 【解決手段】溶接ロボットのアーム４の先端に取付けら
れるセンサ１３が、センサアダプタ５を介してアーム４
の先端に着脱自在に取付けられる。センサアダプタ５
に、センサ信号を送信する無線送信器１５と、センサ１
３および無線送信器１５の電源１７を搭載する。溶接ロ
ボットのコントローラに、無線送信器１５からのセンサ
信号を受信する無線受信器を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接を行う
溶接ロボットおよび開先の位置を検出するセンサアダプ
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】アーク溶接を行う溶接ロボットにおいて
は、溶接の適用範囲の拡大を目的として、特開昭５２−
８５０４２号に記載のように、アームの先端に種々のセ
ンサアダプタやトーチアダプタをこれらの取付け構造を
同じにして着脱自在に取付ける構造が採用される。図４
（Ａ）、（Ｂ）はその構造の一例を示すもので、４は３
次元方向に位置制御されるアームであり、その先端部に
は、縦軸９と横軸１０の２軸中心に吸着装置１１を回動
させるモータ１２が取付けられる。吸着装置１１は電磁
石を内蔵したもので、図４（Ａ）に示すようなセンサ４
０を取付けたセンサアダプタ４１、あるいは図４（Ｂ）
に示すようなトーチ４２を取付けたトーチアダプタ４３
が磁気吸引により着脱自在に装着される。

【０００３】図４（Ａ）のようにセンサアダプタ４１を
吸着装置１１に装着して開先の位置検出を行う場合に
は、コネクタ４４によりセンサ４０の信号をコントロー
ラ（図示せず）に送るケーブル４５が接続される。一
方、溶接を行う際には、図４（Ｂ）に示すように、ケー
ブル４５は、アーム４上のホルダ４６に止めておく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の溶接ロ
ボットにおいては、溶接作業時にはセンサアダプタ４１
は外すが、コネクタ４４やケーブル４５はアーム４の先
端に取付けたまま溶接するため、これらが溶接による熱
やスパッタに曝され、使用状態によっては高熱あるいは
スパッタの付着によりケーブル４５の被覆部が溶けてシ
ョートすることがあり、長期にわたる連続稼動上、その
信頼性に問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、溶接作業に
おけるセンサ信号の送信系におけるケーブル損傷の問題
がなく、また、コネクタ着脱の手間が省けて省力化が図
れる溶接ロボットとそのセンサアダプタを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の溶接ロボットは、溶接ロボットのアームの
先端に、トーチと、開先位置を検出するセンサとが取付
けられると共に、少なくともセンサは、センサアダプタ
を介してアームの先端に着脱自在に取付けられる溶接ロ
ボットにおいて、センサアダプタに、センサ信号を送信
する無線送信器と、センサおよび前記無線送信器の電源
を搭載すると共に、溶接ロボットのコントローラに、前
記無線送信器からのセンサ信号を受信する無線受信器を
備えたことを特徴とする（請求項１）。

【０００７】また、本発明の溶接ロボットは、センサ不
使用時にセンサアダプタをセットしておく支持台を備え
ると共に、該支持台にセンサアダプタをセットした状態
においてセンサアダプタ上の電源をオフとする自動スイ
ッチを備えたことを特徴とする（請求項２）。

【０００８】また、本発明のセンサアダプタは、溶接ロ
ボットのアームの先端に着脱自在に取付けられて開先位
置を検出するセンサアダプタにおいて、溶接ロボットの
コントローラに備えた無線受信器に対してセンサ信号を
送信する無線送信器と、センサおよび無線送信器用の電
源とを搭載してなることを特徴とする（請求項３）。

【０００９】

【作用】請求項１、３においては、センサ信号は無線送
信器によって溶接ロボットのコントローラの無線受信器
に送られるため、センサ用のケーブルは不要となり、溶
接による熱やスパッタによりケーブルの被覆部が溶ける
問題は発生しない。また、センサ信号を送るためのケー
ブルをセンサに電気的に着脱するためのコネクタの着脱
作業は不要となる。

【００１０】請求項２においては、支持台にセンサアダ
プタをセットした状態においてセンサアダプタ上の電源
をオフとするスイッチを備えたので、センサ使用の際に
は自動的に電源が投入され、不使用時には自動的に電源
がオフとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明による溶接ロ
ボットの一実施例の要部構成を示す構成図、図１（Ｂ）
はそのセンサアダプタの電源のスイッチの構成図、図２
は本実施例の溶接ロボットの斜視図、図３（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ本実施例のセンサアダプタの平面図、
側面図である。

【００１２】図２において、１は溶接ロボットのコント
ローラ、２はベース、３は該ベース２に沿って横行自在
に取付けられたコラム、４は該コラム３に沿って上下お
よび前後方向に移動自在に取付けられたアーム、５はセ
ンサアダプタ、６はセンサアダプタ５やトーチアダプタ
７をセットしておく吸着装置８を有する支持台である。
図１（Ａ）に示すように、アーム４の先端には、前記同
様に、縦軸９と横軸１０の２軸中心に吸着装置１１を回
動させるモータ１２が取付けられる。

【００１３】センサアダプタ５は、図３（Ａ）、（Ｂ）
に示すように、センサ１３と、そのセンサ信号を図２の
コントローラ１の無線受信器１４に送信する無線送信器
１５と、これらの動作を制御するセンサコントローラ１
６と、センサ１３、無線送信器１５およびセンサコント
ローラ１６の電源（電池）１７とが搭載される。

【００１４】本実施例のセンサ１３は、溶接に先立っ
て、溶接位置を決めるためにワーク１９の開先２０の位
置を検出するもので、本例のセンサ１３はレーザ変位計
からなる例を示しており、レーザ発振器２１から投射し
たレーザビームのワーク１９からの反射ビームを受光素
子アレイ２２に入射、検出して開先２２を検出するもの
である。なおセンサ１３としてはＣＣＤカメラ等他のセ
ンサを用いることができる。

【００１５】センサアダプタ５の前後面には吸着装置
８、１１に吸着された時の位置決め用の突起２３、２４
が設けられ、一方、吸着装置８、１１には、これらの突
起２３、２４が嵌まる凹部２５、２６が形成されてい
る。

【００１６】図３（Ｂ）に示すように、センサコントロ
ーラ１６に対する電源１７は、人手により操作されるス
イッチ２８以外に、該スイッチ２８に対して直列の常閉
式自動スイッチ２９を介してセンサコントローラ１６に
接続されており、該自動スイッチ２９の可動接点３１
は、ばね３２によりセンサアダプタ５の前面（本例にお
いては突起２３の前面）から突出させた操作ロッド３３
に結合されている。そして、支持台６にセンサアダプタ
５がセットされている際には、支持台６の吸着装置８の
凹部２５の奥面に操作ロッド３３が当接してばね３２に
抗して操作ロッド３３がセンサアダプタ５内に没入し、
可動接点３１が固定接点から離れる。一方、センサアダ
プタ５が吸着装置８から離れると、ばね３２により可動
接点３１が固定接点に接触し、電源１７がオンとなる。

【００１７】この構成において、センサアダプタ５が支
持台６の吸着装置８にセットされた状態においては、操
作ロッド３３が凹部２５の奥面に押され、スイッチ２８
を閉じた状態としておいても、自動スイッチ２９の接点
は開いているので、電源１７がオフとなっており、セン
サ１３および無線送信器１５は停止状態である。

【００１８】開先２０を検出する場合は、支持台６の吸
着装置８にセットされているセンサアダプタ５に対し、
アーム４および吸着装置１１の位置制御を行い、センサ
アダプタ５の後面の突起２４に吸着装置１１の凹部２６
を嵌め、アーム４の吸着装置１１の電磁石をオン、支持
台６の吸着装置８の電磁石をオフとしてセンサアダプタ
５をアーム４側の吸着装置１１に装着する。その後、ア
ーム４および吸着装置１１の制御を行うことにより、セ
ンサアダプタ５をアーム４側の吸着装置１１に吸着して
支持台６側の吸着装置８から離すと、自動スイッチ２９
が閉じるので、電源１７が投入されてセンサコントロー
ラ１６がセンサ１３および無線送信器１５を作動状態と
する。

【００１９】その後、アーム４や吸着装置１１の位置制
御により開先２０を検出するセンシング動作に移行す
る。この時、無線送信器１５からセンサ信号が無線受信
器１４に常時送信されるので、コントローラ１の信号処
理装置を通じて溶接位置を決定し記憶しておく。

【００２０】このようなセンシング動作が終了した後
は、センサアダプタ５を支持台６の吸着装置８に戻す。
この時、操作ロッド３３が吸着装置８の凹部２５の奥面
に押されることにより、自動スイッチ２９はオフとな
り、センサ１３や無線送信器１５が自動的に停止する。
これにより、電源１７のスイッチをオンオフする操作が
不要となり、省力化を図ることができ、また、センサ１
３の不使用時における電源１７の消費を防ぐことができ
る。

【００２１】前述のように、センサアダプタ５の突起２
３を吸着装置８の凹部２５に嵌合した後、支持台６の吸
着装置８の電磁石を励磁し、アーム４側の吸着装置１１
の電磁石を消磁して吸着装置１１からセンサアダプタ５
を外し、次に支持台６の吸着装置８にセットされている
トーチアダプタ７の吸着装置１１への装着動作に移行す
る。すなわち、アーム４や吸着装置１１の位置制御およ
び吸着装置１１の電磁石の励磁により、吸着装置１１に
トーチアダプタ７を装着し、その後、前記センサ１３に
より検出された溶接位置（溶接線）に沿って溶接を行
う。この溶接の際には、センサ１３の信号をコントロー
ラ１に送るためのケーブルは無いため、溶接の熱やスパ
ッタによるケーブルの被覆部の溶けやショートの問題は
起こらない。また、センシング作業と溶接作業の切り換
えの際におけるケーブルのコネクタの着脱作業は不要と
なる。

【００２２】上記実施例においては、吸着装置１１にセ
ンサアダプタ５とトーチアダプタ７とが互換性を有して
着脱される構成としたが、アーム４の先端にトーチを常
時取付けておき、センサアダプタ５のみを着脱するよう
に構成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】請求項１、３によれば、溶接位置を検出
するためのセンサ信号を無線によりコントローラ側に送
信するようにしたので、溶接作業におけるセンサ信号の
送信系におけるケーブル損傷の問題がなくなり、センサ
系統のメンテナンスが容易となる。また、センサ信号用
ケーブルのコネクタ着脱の手間が省けるために省力化が
図れる。

【００２４】請求項２によれば、支持台にセンサアダプ
タをセットした状態においてセンサアダプタ上の電源を
オフとするスイッチを備えたので、支持台の電源をオン
オフする操作を無くして省力化を図ることができ、か
つ、センサの不使用時における電源の消費を防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明による溶接ロボットの一実施例
の要部構成を示す構成図、（Ｂ）はそのセンサアダプタ
の電源のスイッチの構成図である。

【図２】本実施例の溶接ロボットの斜視図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本実施例のセンサア
ダプタの平面図、側面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の溶接ロボット
において、センサアダプタ、トーチアダプタをアームに
装着した状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１：コントローラ、２：ベース、３：コラム、４：アー
ム、５：センサアダプタ、６：支持台、７：トーチアダ
プタ、８、１１：吸着装置、９：縦軸、１０：横軸、１
２：モータ、１３：センサ、１４：無線受信器、１５：
無線送信器、１６：センサコントローラ、１７：電源、
１９：ワーク、２０：開先、２１：レーザ発振器、２
２：受光素子アレイ、２３、２４：突起、２５、２６：
凹部、２８：スイッチ、２９：自動スイッチ、３１：可
動接点、３２：ばね、３３：操作ロッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接ロボットのアームの先端に、トーチ
   と、開先位置を検出するセンサとが取付けられると共
   に、少なくともセンサは、センサアダプタを介してアー
   ムの先端に着脱自在に取付けられる溶接ロボットにおい
   て、 センサアダプタに、センサ信号を送信する無線送信器
   と、センサおよび前記無線送信器の電源を搭載すると共
   に、 溶接ロボットのコントローラに、前記無線送信器からの
   センサ信号を受信する無線受信器を備えたことを特徴と
   する溶接ロボット。
2. 【請求項２】請求項１において、 センサ不使用時にセンサアダプタをセットしておく支持
   台を備えると共に、 該支持台にセンサアダプタをセットした状態においてセ
   ンサアダプタ上の電源をオフとする自動スイッチを備え
   たことを特徴とする溶接ロボット。
3. 【請求項３】溶接ロボットのアームの先端に着脱自在に
   取付けられて開先位置を検出するセンサアダプタにおい
   て、 溶接ロボットのコントローラに備えた無線受信器に対し
   てセンサ信号を送信する無線送信器と、センサおよび無
   線送信器用の電源とを搭載してなることを特徴とする溶
   接ロボットのセンサアダプタ。