(57)【要約】  【課題】  従来の溶接電源内蔵型アーク溶接ロボットはロボットの主回路と溶接電源の主回路の交流入力部を共用している。つまり、溶接電源主回路とロボット主回路の双方で整流回路を構成するため、余分な材料、工数費を費やしている。  【解決手段】  アーク溶接電流を出力する溶接電源主回路１と、その溶接電源主回路１からの出力を被溶接個所へ導くロボットアーム３と、そのロボットアームを制御するロボット主回路２を備えたアーク溶接ロボットにおいて、溶接電源主回路１とロボット主回路３を並列に接続し、各主回路の双方に電力を供給する整流部５を設けた構成とする。【選択図】  図１
2005271019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク溶接電流を出力する溶接電源主回路と、前記溶接電源主回路からの出力を被溶接個所へ導くロボットアームと、前記ロボットアームを制御するロボット主回路を備え、前記溶接電源主回路とロボット主回路を並列に接続し、前記溶接電源主回路とロボット主回路に電力を供給する整流部を設けたアーク溶接ロボット。
【請求項２】
整流部に対して並列に平滑部を設けた請求項１記載のアーク溶接ロボット。
【請求項３】
溶接電源主回路とロボット主回路のそれぞれに対して並列にそれぞれ平滑部を設けた請求項１記載のアーク溶接ロボット。
【請求項４】
溶接電源主回路側の平滑部と整流部の間に整流素子を設けた請求項３記載のアーク溶接ロボット。
【請求項５】
アーク溶接電流を出力する溶接電源主回路と、前記溶接電源主回路からの出力を被溶接個所へ導くロボットアームと、前記ロボットアームを制御するロボット主回路を備え、前記溶接電源主回路と並列に電圧降下回路を設け、前記電圧降下回路と並列に整流部を設け、前記電圧降下回路に前記ロボット主回路を接続したアーク溶接ロボット。
【請求項６】
ロボット主回路と並列に平滑部を設けた請求項５記載のアーク溶接ロボット。
【請求項７】
平滑部として少なくとも２つのコンデンサを直列接続した容量回路と、電圧降下回路として少なくとも２つの抵抗を直列接続した抵抗回路と、前記直列接続した容量回路間の結合点と前記直列接続した抵抗回路間の結合点を結合し、前記直列接続した容量回路間の端点と前記直列接続した抵抗回路間の端点にコンデンサを結合した請求項５または６記載のアーク溶接ロボット。
【請求項８】
前記平滑部を少なくとも２つのコンデンサを直列接続した容量回路の端点と、前記直列接続した容量回路間の端点と前記直列接続した抵抗回路間の端点に接続されたコンデンサ間に整流素子を設けた請求項７記載のアーク溶接ロボット。
【請求項９】
複数のロボット主回路を溶接電源主回路と並列に接続した請求項１から８の何れかに記載のアーク溶接ロボット。
【請求項１０】
ロボット主回路及び溶接電源主回路を制御する制御部を設け、前記制御部で開閉を制御するスイッチ手段を整流部の入力側に設けた請求項１から９の何れかに記載のアーク溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、アーク溶接ロボットは、高機能化、高性能化と共に低価格化がより進んでいる。
【０００３】
図１１は上記従来の溶接電源内蔵型アーク溶接ロボットの主回路を示しており、１０１は溶接電源主回路、１０２はロボット主回路、１０３はロボットアーム、１０４はコントローラ、１０５は整流部を示す（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このような従来の溶接電源内蔵型アーク溶接ロボットは、ロボットの主回路と溶接電源の主回路の交流入力部を共用しているものであつた。また、入力電圧がＡＣ２００Ｖ系ではロボット主回路、溶接電源主回路共に問題はないが、高電圧系（例えばＡＣ３８０Ｖ〜ＡＣ５００Ｖ）の入力電圧では、ロボットの主回路を高電圧系に対応するに大幅な材料、工数費の負担があるため、従来ではＡＣ２００Ｖのまま、入力部にＡＣ２００Ｖ系にするための電圧降下トランスを別途準備する必要があった。溶接電源主回路はロボットコントローラに内蔵せず、外部に高電圧系入力に対応した溶接電源を準備していた。
【０００５】
また、従来のアーク溶接ロボットでは溶接電源主回路とロボット主回路の入力部との遮断は各個別にスイッチ手段を設け、制御を行っていた。
【特許文献１】特開平４−３６５５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の構成では、溶接電源主回路とロボット主回路の双方で整流回路を必要とし、材料と工数費が必要で、また、高電圧入力対応に不向きであるという課題も有していた。
【０００７】
本発明は、コストの低減を行うことができるアーク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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明のアーク溶接ロボットは、アーク溶接電流を出力する溶接電源主回路と、前記溶接電源主回路からの出力を被溶接個所へ導くロボットアームと、前記ロボットアームを制御するロボット主回路を備え、前記溶接電源主回路とロボット主回路を並列に接続し、前記溶接電源主回路とロボット主回路に電力を供給する整流部を設けた構成とする。
【０００９】
この構成により整流部の共用化するため、材料と工数費を下げ、メンテナンス性を向上することができる。
【００１０】
また、前記整流部に対して並列に平滑部を設けた構成とすることにより、安定した平滑部の実現が可能となり、整流部の共用化による、組立性、メンテナンス性を向上することができる。
【００１１】
また、溶接電源主回路とロボット主回路のそれぞれに対して並列に平滑部を設けた構成とすることにより、個別の平滑部の大きさを小さくすることができ、組立レイアウトのフレキシブル性を向上させることができ装置全体のサイズを小さくすることができる。
【００１２】
また、溶接電源主回路側の平滑部と整流部の間に整流素子を設けた構成とすることにより、ロボット主回路が溶接電源主回路の影響を受けない平滑部になり、より安定性の高いアーク溶接ロボットを提供することができる。
【００１３】
次に、アーク溶接電流を出力する溶接電源主回路と、前記溶接電源主回路からの出力を被溶接個所へ導くロボットアームと、前記ロボットアームを制御するロボット主回路を備え、前記溶接電源主回路と並列に電圧降下回路を設け、前記電圧降下回路と並列に整流部を設け、前記電圧降下回路に前記ロボット主回路を接続した構成とする。
【００１４】
この構成により、ロボットコントローラに直接高電圧系の入力ができ、高電圧系の入力時においても、ロボット主回路と溶接主回路一体とすることができる。
【００１５】
また、前記ロボット主回路と並列に平滑部を設けた構成とすることにより、個別の平滑部の大きさを小さくすることができ、組立レイアウトのフレキシブル性を向上させることができ装置全体のサイズを小さくすることができる。さらに、ロボット主回路への入力電圧が安定する。
【００１６】
また、平滑部を少なくとも２つのコンデンサを直列接続した容量回路として、電圧降下回路として少なくとも２つの抵抗を直列接続した抵抗回路と、前記直列接続した容量回路間の結合点と前記直列接続した抵抗回路間の結合点を結合し、前記直列接続した容量回路間の端点と前記直列接続した抵抗回路間の端点にコンデンサを結合した構成とする。
【００１７】
これにより簡素な構成となり、組立性、メンテナンス性が向上し、アーク溶接ロボットとして材料と工数費を下げることができる。
【００１８】
また、前記平滑部を少なくとも２つのコンデンサを直列接続した容量回路の端点と、前記直列接続した容量回路間の端点と前記直列接続した抵抗回路間の端点に接続されたコンデンサ間に整流素子を設けた構成とすることにより、溶接電源主回路の影響を受けない安定した平滑部が実現可能となる。
【００１９】
そして、Ｎ個のロボット主回路を溶接電源主回路と並列に接続した構成とすることによりシステム構成に関係なく、整流部を共用化するシステムにおいてその導入コストを下げることができる。
【００２０】
そして、ロボット主回路及び溶接電源主回路を制御する制御部を設け、前記制御部で開閉を制御するスイッチ手段を整流部の入力側に設けた構成とする。この構成により非常停止等による安全目的の回路構成をシンプルにすると共に、より安全かつ信頼性の高い製品を市場に供給することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明は、溶接電源主回路とロボット主回路の整流部を共用することにより機器の材料と工数費を低減し、市場に安価な商品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
図１において、１はアーク溶接電流を出力する溶接電源主回路、２はロボットアームを制御するロボット主回路、３は溶接電源主回路からの出力を被溶接個所へ導くロボットアーム、４は溶接電源主回路とロボット主回路を構成するコントローラ、５は溶接電源主回路とロボット主回路に電力を供給する整流部を示す。
【００２３】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００２４】
まず、入力電圧を整流部に入力すると、整流された直流電圧が溶接電源主回路１とロボット主回路２に供給される。そして、ロボツトアーム３が溶接箇所へ導き、溶接・電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。このように整流部５を共用化しているため、構成部品点数が従来よりも少なく、材料と工数費を下げ、メンテナンス性を向上することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
図２において、実施の形態１と異なるのは、整流された入力電圧を平滑する平滑部６を追加した点である。
【００２６】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００２７】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧が平滑部６により平滑され、その出力電圧を溶接電源主回路１とロボット主回路２に供給する。
【００２８】
そして、ロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。
【００２９】
このように平滑部６を追加したことにより、安定した平滑部の実現が可能となり、整流部の共用化による、組立性、メンテナンス性を向上すること下できる。
（実施の形態３）
本実施の形態において実施の形態２と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】
図３において、実施の形態２と異なるのは、第二の平滑部６’をロボット主回路にも追加した点である。
【００３１】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００３２】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧が平滑部６及び６’により平滑された電圧を溶接電源主回路１とロボット主回路２に供給される。
【００３３】
そして、ロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。このように第二の平滑部６’を個別に設けることにより、個別の平滑部の大きさを小さくすることができ、組立レイアウトのフレキシブル性を向上させることができ装置全体のサイズを小さくすることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態において実施の形態３と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３４】
図４において、実施の形態３と異なるのは、溶接電源主回路の平滑部６と整流部５の間に整流素子7を配置した点である。
【００３５】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００３６】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧が平滑部６及び６’により平滑され、その電圧を溶接電源主回路１とロボット主回路２に供給する。
【００３７】
そして、ロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。このように整流素子７を追加したことにより、ロボット主回路２が溶接電源主回路１の影響を受けない平滑部になり、より安定性の高いアーク溶接ロボットを提供することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】
図５において、実施の形態１と異なるのは、溶接電源主回路１と並列に配置し、整流された降下電圧を出力する電圧降下回路８を追加した点と、平滑部６を溶接電源主回路１に追加した点である。
【００３９】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００４０】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧が平滑部６により平滑され、その電圧を溶接電源主回路１と電圧降下回路８に供給する。
【００４１】
そして、電圧降下回路８はロボット主回路３に電圧降下した入力電圧を供給する。例えば整流部５の出力電圧がＤＣ５６４Ｖの場合、ロボット主回路３にＤＣ２８２Ｖを出力する。この場合、電圧降下回路８は０．５倍の出力である。
【００４２】
そしてロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。このように電圧降下回路８を追加したことにより、整流部５の出力電圧がロボット主回路１の適用電圧より高い場合においてもロボット主回路１の適用電圧を出力するため、入力電圧の影響を受けない安定した電圧が供給可能となり、ロボットコントローラ４に直接高電圧系の入力ができ、高電圧系の入力時においても、ロボット主回路と溶接主回路一体とすることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態において実施の形態５と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
図６において、実施の形態５と異なるのは、ロボット主回路２にも第二の平滑部６’を追加した点である。
【００４４】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００４５】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧が平滑部６により平滑され、その電圧を溶接電源主回路１と電圧降下回路８に供給される。そして、電圧降下回路８の出力は第二の平滑部６’で平滑され、ロボット主回路２に電圧降下した入力電圧を供給する。
【００４６】
そしてロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。第二の平滑部６’を追加したことにより、個別の平滑部の大きさを小さくすることができ、組立レイアウトのフレキシブル性を向上させることができ装置全体のサイズを小さくすることができる。さらに、ロボット主回路への入力電圧が安定する。
（実施の形態７）
本実施の形態において実施の形態５と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。図７において、１０は平滑用コンデンサＡ、１１は平滑用コンデンサＢ、１２は平滑用コンデンサＣ、９ａは抵抗Ａ、９ｂは抵抗Ｂを示す。本実施の形態では電圧降下回路８の構成例を示し、溶接電源主回路１の平滑部６の形態を実施の形態５と異ならせている。
【００４７】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００４８】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧がコンデンサＡ１０とコンデンサＢ１１で平滑され、溶接電源主回路１に供給する。コンデンサＣ１２はロボット主回路２に電圧を出力する。コンデンサＣ１２の両端電圧は抵抗Ａ９ａ及び抵抗Ｂ９ｂの分圧値になる。
【００４９】
そしてロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。実施の形態５と同様に電圧降下回路８を追加したことにより、整流部５の出力電圧がロボット主回路１の適用電圧より高い場合においてもロボット主回路１の適用電圧を出力するため、入力電圧の影響を受けない安定した電圧が供給可能となる。
【００５０】
このように簡素な構成となると、組立性、メンテナンス性が向上し、アーク溶接ロボットとして材料と工数費を下げることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態において実施の形態７と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】
図８において、実施の形態７と異なるのは、整流素子７を追加した点である。
【００５２】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。
【００５３】
まず、入力電圧を整流部５に入力すると、整流された直流電圧がコンデンサＡ１０とコンデンサＢ１１で平滑され、溶接電源主回路１に供給する。コンデンサＣ１２はロボット主回路２に出力する，
コンデンサＣ１２の両端電圧は抵抗Ａ９ａ及び抵抗Ｂ９ｂの分圧値になる。そしてロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。実施の形態５と同様に電圧降下回路８を追加したことにより、整流部５の出力電圧がロボット主回路１の適用電圧より高い場合においてもロボット主回路１の適用電圧を出力するため、入力電圧の影響を受けない安定した電圧を供給可能となり、さらに整流素子７を追加したことによりロボット主回路２が溶接電源主回路１の影響を受けない平滑部になり、より安定性の高いアーク溶接ロボットを提供することができる。
（実施の形態９）
本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５４】
図９において、２は複数のロボット主回路、実施の形態１と異なるのは、第Ｎ個のロボット主回路２’を追加した点である。
【００５５】
すなわち、本実施の形態での動作は、実施の形態１と同様であり、ロボット主回路２と並列に第Ｎ個のロボット主回路２’が接続されている点が異なる構成である。
【００５６】
この構成によりシステム構成に関係なく、整流部を共用化するシステムにおいてその導入コストを下げることができる。
【００５７】
なお、第Ｎ個のロボット主回路２’とは、ロボットシステムを構成する制御の主回路を含むもので、例えばロボットの外部軸制御用主回路なども適用できる。
【００５８】
（実施の形態１０）
本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５９】
図９において、１３はロボット主回路及び溶接電源主回路を制御する制御部、１４は制御部の信号により、開閉するスイッチ手段を示す。
【００６０】
以上のように構成されたアーク溶接ロボットについて、その動作を説明する。まず、制御部１３により、スイッチ手段１４をＯＮさせると入力電圧が整流部５に印加される。次に整流部５により整流された直流電圧が溶接電源主回路１とロボット主回路２に供給される。そして、ロボットアーム３が溶接箇所へ導き、溶接電源主回路１によりアーク溶接電流を出力し溶接を行う。次に、非常停止等のトラブルやエラーで安全性を確保するために溶接電源主回路１とロボット主回路２の入力を遮断する場合は、制御部１３からＯＦＦ信号により操作する。この構成により非常停止等による安全目的の回路構成をシンプルにすると共に、より安全かつ信頼性の高い製品を市場に供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のアーク溶接ロボットによれば、溶接電源主回路とロボット主回路の整流部を共用することにより機器の材料と工数費を低減し、市場に安価な商品を提供することができ、溶接に用いられる産業用ロボットとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態１における構成を示す図
【図２】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態２における構成を示す図
【図３】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態３における構成を示す図
【図４】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態４における構成を示す図
【図５】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態５における構成を示す図
【図６】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態６における構成を示す図
【図７】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態７における構成を示す図
【図８】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態８における構成を示す図
【図９】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態９における構成を示す図
【図１０】本発明のアーク溶接ロボットの実施の形態１０における構成を示す図
【図１１】従来のアーク溶接ロボットにおける主回路の構成を示す図
【符号の説明】
【００６３】
１  溶接電源主回路
２  ロボット主回路
２’  第Ｎ個のロボット主回路３ロボットアーム
４  コントローラ
５  整流部
６  平滑部
６’  第二の平滑部
７  整流素子
８  電圧降下回路
９ａ  抵抗Ａ
９ｂ  抵抗Ｂ
１０  コンデンサＡ
１１  コンデンサＢ
１２  コンデンサＣ
１３  制御部
１４  スイッチ手段
【図１】
2005271019.tif 000003
【図２】
2005271019.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005271019.tif 000007
【図６】
2005271019.tif 000008
【図７】
2005271019.tif 000009
【図８】
2005271019.tif 000010
【図９】
2005271019.tif 000011
【図１０】
2005271019.tif 000012
【図１１】
2005271019.tif 000013