(57)【要約】【課題】溶接ロボットに用いられるレーザ・アークハイブリッド溶接装置に関してコンパクト化し、トーチに種々のケーブル等が接続されていてもアーム部が効率的に動作し動作範囲の制約が軽減されるレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法及び溶接ロボットを提供すること。【解決手段】手首部２６に連接される複数のアーム部２４、２５を有するロボット２に、トーチ４１と、ワイヤ送給部４２と、電源部４５と、レーザ発振器５１と、レーザ光伝送手段５２とを有するレーザ・アークハイブリッド溶接装置４を設置した溶接ロボット１であって、前記ワイヤ送給部４２が前記手首部２６に連接されるアーム部２５に配置され、前記電源部４５及びレーザ発振器５１が前記複数のアーム部２４、２５以外の位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側が手首部とされ該手首部に連接される複数のアーム部とを有するロボットに、
溶接対象物との間に熱エネルギを発生するトーチと、該トーチに溶接用ワイヤを繰り出すワイヤ送給部と、前記トーチに溶接電力を供給する電源部と、レーザ発振器と、該レーザ発振器で生成されたレーザ光を前記溶接部まで伝送して照射するレーザ光伝送手段とを有するレーザ・アークハイブリッド溶接装置を設置するためのレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法であって、
前記手首部に前記トーチを配置し、
前記ワイヤ送給部を前記手首部に連接されるアーム部に配置し、
前記電源部及びレーザ発振器を前記複数のアーム部以外の位置に配置することを特徴とするレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法。
【請求項２】
前記複数のアーム部が、基端側がロボット本体ベース部に連接される第１のアーム部と、基端側が前記第１のアーム部に連接され先端側が前記手首部に連接される第２のアーム部とから構成される場合において、前記ワイヤ送給部を前記第２のアーム部の基端部に配置することを特徴とする請求項１に記載のレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法。
【請求項３】
先端側が手首部とされ該手首部に連接される複数のアーム部を有するロボットに、
溶接対象物との間に熱エネルギを発生するトーチと、該トーチに溶接用ワイヤを繰り出すワイヤ送給部と、前記トーチに溶接電力を供給する電源部と、レーザ発振器と、該レーザ発振器で生成されたレーザ光を前記溶接部まで伝送して照射するレーザ光伝送手段とを有するレーザ・アークハイブリッド溶接装置を設置した溶接ロボットであって、
前記手首部に前記トーチが配置され、
前記ワイヤ送給部が前記手首部に連接されるアーム部に配置され、
前記電源部及びレーザ発振器が前記複数のアーム部以外の位置に配置されていることを特徴とする溶接ロボット。
【請求項４】
前記複数のアーム部は、
基端側がロボット本体ベース部に連接される第１のアーム部と、
基端側が前記第１のアーム部に連接され先端側が前記手首部に連接される第２のアーム部とから構成され、前記ワイヤ送給部は前記第２のアーム部の基端部に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法及びこの設置方法を用いた溶接ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、種々の産業分野においてロボットを用いた溶接作業が行なわれており、例えば、高速での作業が可能、狭い場所における溶接が可能、広い範囲を溶接可能、均質な溶接品質を得られる、危険な作業環境においても溶接が可能である等、人手による溶接作業に比較しての利点が多いことから広く普及している。
【０００３】
一方、近年、溶接構造物の溶接において、溶接用ワイヤ等、溶接金属の溶込みを高めて溶接品質を向上するために、レーザ・アークハイブリッド溶接装置に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２３８２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、レーザ・アークハイブリッド溶接装置は、ＭＩＧ溶接機とレーザ溶接機を有しているために、トーチ、溶接用ワイヤ送給部、電源部、レーザ発振器、レーザ光伝送手段等を備えているために大きなスペースを必要とし、その結果、アーム部の屈曲動作等によってトーチに接続されたケーブル、溶接用ワイヤに屈曲や捻れが生じアーム部の動作範囲、動作速度等に制約ができて溶接施工範囲が制約を受けるという問題があった。
特に、ＭＩＧ溶接においては、溶接用ワイヤや電力用ケーブル、不活性ガス用ホースが必要であり、溶接の容量が大きくなると上記ケーブル等が大きくなりアーム部の作動に際して大きな制約が生じる。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、溶接ロボットに用いられるレーザ・アークハイブリッド溶接装置に関してコンパクト化し、トーチに種々のケーブル等が接続されていてもアーム部が効率的に動作し動作範囲の制約が軽減されるレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法及び溶接ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、先端側が手首部とされ該手首部に連接される複数のアーム部とを有するロボットに、溶接対象物との間に熱エネルギを発生するトーチと、該トーチに溶接用ワイヤを繰り出すワイヤ送給部と、前記トーチに溶接電力を供給する電源部と、レーザ発振器と、該レーザ発振器で生成されたレーザ光を前記溶接部まで伝送して照射するレーザ光伝送手段とを有するレーザ・アークハイブリッド溶接装置を設置するためのレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法であって、前記手首部に前記トーチを配置し、前記ワイヤ送給部を前記手首部に連接されるアーム部の基端部に配置し、前記電源部及びレーザ発振器を前記複数のアーム部以外の位置に配置することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、先端側が手首部とされ該手首部に連接される複数のアーム部を有するロボットに、溶接対象物との間に熱エネルギを発生するトーチと、該トーチに溶接用ワイヤを繰り出すワイヤ送給部と、前記トーチに溶接電力を供給する電源部と、レーザ発振器と、該レーザ発振器で生成されたレーザ光を前記溶接部まで伝送して照射するレーザ光伝送手段とを有するレーザ・アークハイブリッド溶接装置を設置した溶接ロボットであって、前記手首部に前記トーチが配置され、前記ワイヤ送給部が前記手首部に連接されるアーム部の基端部に配置され、前記電源部及びレーザ発振器が前記複数のアーム部以外の位置に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法及び溶接ロボットによれば、ワイヤ送給部が手首部に連接するアーム部に配置されるので溶接用ワイヤが略直線的にトーチに供給可能とされ、ロボット本体の作動に際して溶接用ワイヤの屈曲、捻れ等の発生が軽減される。その結果、トーチに溶接用ワイヤを安定して供給するとともに、ワイヤ送給にともなうアーム部動作の制約が軽減される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法であって、前記複数のアーム部が、基端側がロボット本体ベース部に連接される第１のアーム部と、基端側が前記第１のアーム部に連接され先端側が前記手首部に連接される第２のアーム部とから構成される場合において、前記ワイヤ送給部を前記第２のアーム部の基端部に配置することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の溶接ロボットであって、前記複数のアーム部は、基端側がロボット本体ベース部に連接される第１のアーム部と、基端側が前記第１のアーム部に連接され先端側が前記手首部に連接される第２のアーム部とから構成され、前記ワイヤ送給部は前記第２のアーム部の基端部に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る溶接ロボットによれば、ワイヤ送給部が第２のアーム部の基端部に配置されるのでワイヤ送給部の荷重が容易に支持可能とされ、第２のアーム部が作動した場合にワイヤ送給部の荷重による影響を抑制することができる。ワイヤ送給部を基端部の関節に配置した場合、ワイヤ送給部の荷重により第２のアーム部にたわみが発生することが抑制されるのでさらに好適である。
なお、この明細書において、アーム部の基端部とは、アーム部の基端部近傍、例えば、第２のアーム部においては第１のアーム部側の端部近傍を指しており、アーム部基端側の関節部分に限定されることなく概ね上記作用が確保される範囲を意味している。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るレーザ・アークハイブリッド溶接装置の設置方法及び溶接ロボットによれば、溶接電力が大容量の場合にもロボットアームに大きな荷重がかかることが軽減されるとともに、ケーブル等によりアーム部の駆動が制約を受けることが抑制され、その結果、溶接施工範囲が拡大し、溶接作業における生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る溶接ロボット１の一例を示す概略図である。
溶接ロボット１は、ロボット２と、レーザ・アークハイブリッド溶接装置４とを備えている。
ロボット２は、ロボット本体２０と、ロボット本体２０近傍の床面に配置された制御部３０とを備え、ロボット本体２０は制御部３０からの制御信号により駆動されるようになっている。
また、制御部３０は、図示しない制御ケーブルによりレーザ・アークハイブリッド溶接装置４０に接続され、レーザ・アークハイブリッド溶接装置４による溶接作業をロボット本体２０の動作と連動させるようになっている。
【００１４】
この実施形態において、ロボット本体２０は、例えば、図１に示すような６軸に制御可能とされる６軸制御ロボットとされ、ロボット本体ベース２２と、このロボット本体ベース２２の上側に配置され、鉛直軸周りに水平面上にて矢印Ｒ１方向に回動可能とされるベース回転部２３と、ベース回転部２３の上部に連接される第１のアーム部２４と、第１のアーム部２４に連接される第２のアーム部２５と、第２のアーム部２５に連接される手首部２６とを備えている。
【００１５】
第１のアーム部２４は、水平に配置された軸Ｊ１によりベース回転部２３と接続されるとともにこの軸Ｊ１廻りにベース回転部２３に対して矢印Ｒ２方向に回動自在とされている。
また、第２のアーム部２５は、その基端部が水平に配置された軸Ｊ２により第１のアーム部２４と接続されており、第１のアーム部２４と第２のアーム部２５との間は関節構造とされている。その結果、第２のアーム部２５は、第１のアーム部２４に対して軸Ｊ２廻りに矢印Ｒ３方向に回動自在とされている。
【００１６】
手首部２６は、第２のアーム部２５の長手方向と直交して形成された回動軸Ｊ３廻りに矢印Ｒ５方向に回動可能とされている。
また、手首部２６は、図示しない軸部材により基端部が第２のアーム部２５の先端側に接続され、軸線Ｊ４廻りに矢印Ｒ４方向に回動可能とされている。
また、手首部２６の先端側は、軸線Ｊ４廻りに矢印Ｒ６方向に回動可能に構成されている。
その結果、手首部２６は、軸線Ｊ４廻りに矢印Ｒ４方向に回動可能とされるとともに先端側に取り付けられた治具等を矢印Ｒ６廻りに回転させることができるようになっており、また、軸線Ｊ４に対する交差角が変化可能とされている。
【００１７】
レーザ・アークハイブリッド溶接装置４は、ＭＩＧ溶接機４０と、レーザ溶接機５０とを備えている。
ＭＩＧ溶接機４０は、溶接対象物Ｗの溶接部との間に熱エネルギを発生するトーチ４１と、トーチ４１に溶接用ワイヤＭを繰り出すワイヤ送給部４２と、トーチ４１に溶接電力を供給する電源部４５とを備え、トーチ４１には、例えば、タンクＧから耐圧ホース４３を経由してアルゴンガス等の不活性ガスが供給されるようになっている。
トーチ４１は、手首部２６に設けられた取付治具２６Ａに配置されている。
電源部４５は、ロボット本体２０近傍の床面に配置されている。
【００１８】
ワイヤ送給部４２は、例えば、溶接用ワイヤＭが巻回されたリール部（図示せず）に電源部４５から供給されるケーブル４６が接続され、このケーブル４６を経由して電源部４５から溶接用電力が供給され、この溶接用電力が溶接用ワイヤＭと溶接対象物Ｗとの間にアークを発生させるようになっている。
また、ワイヤ送給部４２は、例えば、図示しない開閉器等の制御機器とともに溶接機本体４４を構成する筐体に収納されており、この実施形態において第２のアーム部２５の基端部、具体的には第２のアーム部２５の基端側関節の上部に取り付けて配置されている。
【００１９】
レーザ溶接機５０は、レーザ発振器５１と、レーザ伝送用ファイバー（レーザ光伝送手段）５２と、レーザトーチ５３とを備え、レーザ発振器５１で発振、生成されたレーザ光がレーザ伝送用ファイバー５２を経由してレーザトーチ５３に伝送されレーザトーチ５３から溶接対象物Ｗの溶接部に照射されるようになっている。
レーザ発振器５１は、ロボット本体２０近傍の床面に配置されている。
【００２０】
上記レーザ・アークハイブリッド溶接装置４を備えた溶接ロボット１によれば、ワイヤ送給部４２を含む溶接機本体４４が第２のアーム部２５の基端部に配置され、かつ第１のアーム部２４の先端部、具体的には第１のアーム部２４の基端部と第２のアーム部２５の先端部を接続する関節部に配置されているので、第１のアーム部２４、第２のアーム部２５が駆動された場合でも溶接用ワイヤＭに屈曲、捻れ等が生じることが抑制され、溶接用ワイヤＭが略直線的にトーチ４１に供給される。
【００２１】
その結果、ロボット本体２０の第１のアーム部２４、第２のアーム部２５の作動の制約が軽減されて第１のアーム部２４、第２のアーム部２５等の動作範囲が拡大して溶接作業を効率的に行なうことができる。
また、上記構成により種々のケーブル等が短縮されるとともに経路が簡潔になり、レーザ・アークハイブリッド溶接装置４及び溶接用ロボット１をコンパクト化することができる。
【００２２】
また、第１のアーム部２４の基端部と第２のアーム部２５の先端部を接続する関節部に配置されることにより溶接機本体４４の荷重を容易に支持することが可能となり、第１のアーム部２４、第２のアーム部２５が作動することにより生じる加速度に起因する荷重の影響を受けることが抑制される。その結果、第１のアーム部２４、第２のアーム部２５を高速で駆動させて溶接作業の効率を向上させることができる。
【００２３】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ロボット本体２０が６軸多関節ロボットである場合について説明したが、６軸多関節ロボット以外のロボットに対して適用してもよい。また、手首部と連接されたアーム部にワイヤ送給部を配置することにより３つ以上のアーム部を有するロボットに対しても適用してもよい。
【００２４】
また、上記実施の形態においては、第２のアーム部２５の基端部にワイヤ送給部４２を含む溶接機本体４４を配置する場合について説明したが、溶接機本体４４のうちワイヤ送給部４２のみを第２のアーム部２５の基端部に配置し開閉器等を他の位置に配置してもよい。
【００２５】
また、上記実施の形態においては、ワイヤ送給部４２を含む溶接機本体４４が第２のアーム部２５の基端側の関節部に配置される場合について説明したが、基端側の関節部に限られることなく関節部以外の第２のアーム部２５の基端部に配置された構成としてもよい。
また、第２のアーム部２５の基端部に限られず、ワイヤ送給部４２を第２のアーム部２５のいずれかの位置に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶接ロボットの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｗ    溶接対象物
１    溶接ロボット
２    ロボット
４    レーザ・アークハイブリッド溶接装置
２０    ロボット本体
２６    手首部
２４    第１のアーム部（アーム部）
２５    第２のアーム部（アーム部）
４１    トーチ
４２    ワイヤ送給部
４５    電源部
５１    レーザ発振部
５２    レーザ伝送用ファイバー（レーザ光伝送手段）
【図１】
2010051996.tif 000003