(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金製第１ワーク（Ｗ１）の溶接に適合した第１溶接機（２１）の第１溶接電力線（３３）並びにアルミニウム系第１溶接ワイヤ（２３）を第１溶接トーチ（２２）に接続し、前記第１ワーク（Ｗ１）とは異なる材質の鋼鉄製第２ワーク（Ｗ２）の溶接に適合した第２溶接機（４１）の第２溶接電力線（５３）並びに鉄系第２溶接ワイヤ（４３）を第２溶接トーチ（４２）に接続し、これら第１・第２溶接トーチ（２２，４２）のうちの１つを溶接ロボット（６１）に交換可能に取付けるように構成した自動溶接設備（１０）であり、
前記第１溶接トーチ（２２）に、前記溶接ロボット（６１）に着脱可能に連結する第１クランパ機構（８０Ａ）を備え、この第１クランパ機構（８０Ａ）の駆動機構（８２）に圧縮エア源等のエネルギー源をエアホース等の第１供給ライン（３８）にて接続し、この第１供給ライン（３８）を前記溶接ロボット（６１）に取付けることなく前記第１溶接電力線（３３）並びに第１溶接ワイヤ（２３）とを１つの束にまとめ、
また、前記第２溶接トーチ（４２）に、前記溶接ロボット（６１）に着脱可能に連結する第２クランパ機構（８０Ｂ）を備え、この第２クランパ機構（８０Ｂ）の駆動機構（８２）に圧縮エア源等のエネルギー源をエアホース等の第２供給ライン（５６）にて接続し、この第２供給ライン（５６）を前記溶接ロボット（６１）に取付けることなく前記第２溶接電力線（５３）並びに第２溶接ワイヤ（４３）とを１つの束にまとめ、
前記アルミニウム系第１溶接ワイヤ（２３）を、第１溶接トーチ（２２）の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井（Ｃｅ）に取付けられた第１支持装置（３１）を介して、第１溶接ワイヤを水平に送るときのワイヤ軸であるＸ軸、Ｘ軸と直交する水平軸であるＹ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に直交する鉛直な軸であるＺ軸方向に調節可能な第１ワイヤ供給装置（２５）で支持し、
前記鉄系第２溶接ワイヤ（４３）を、第２溶接トーチ（４２）の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井（Ｃｅ）に取付けられた第２支持装置（５１）を介して第２ワイヤ供給装置（４５）で支持した、
ことを特徴とする自動溶接設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ合金製の第１のワークを自動溶接するとともに、アルミ合金製の第１のワークとは異なる材質の鋼鉄製の第２のワークをも１台のロボットで自動溶接する自動溶接設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、溶接ロボットの旋回アームに溶接トーチを取付け、この溶接トーチに溶接ワイヤを供給しながら溶接を実施する種類の、自動溶接設備が実用に供されている。同一材質の多数のワークを溶接するのであれば、単一の自動溶接設備で溶接することができる。ワークのうち溶接する部位に溶接トーチが入らない場合には、形状の異なる溶接トーチに交換するだけですむ。同一材質であるから制御系統、配線、配管が同一であり、自動溶接設備の各装置を共用できるからである。
【０００３】
ところが、自動溶接をするワークの材質は多種にわたる。材質が変われば溶接条件が異なるので、制御系統、配線、配管などを換えなければならない。すなわち、１つの自動溶接設備で材質が異なるワークを溶接するには、材質が変わる度に適合する溶接トーチ、配線、配管に一つ一つ交換することになる。極めて複雑な交換作業が必要である。
例えば、自動二輪車の車体フレームは、車種によってアルミニウム合金、鋼鉄等の異なる材質にすることが多い。１つの自動溶接設備で材質の異なる車体フレームを自動溶接するのでは、材質が変わる度に制御系統、配線、配管を一つ一つ交換することになり、生産効率が劣る。
このようなことから、次の図１６に示すように材質毎に別々の自動溶接設備を用いて溶接することになる。
【０００４】
図１６は従来の自動溶接設備の模式図である。
従来の自動溶接設備２００は、アルミニウム系ワークＷ１１の溶接に適合したアルミニウム系溶接ライン２１０と、アルミニウム系ワークＷ１１とは異なる材質の鉄系ワークＷ１２の溶接に適合した鉄系溶接ライン２３０の、２ラインに分離独立させた設備である。
【０００５】
アルミニウム系溶接ライン２１０は第１溶接ロボット２１１、第１溶接ロボット２１１に取付けた第１溶接トーチ２１２、第１溶接台２１３、第１溶接機２１４、第１ワイヤ収納装置２１５、第１ワイヤ供給装置２１６、シールドガス源としてのアルゴンガスボンベ２１７、冷却水ライン２１８並びに第１制御部２１９からなる。
さらにアルミニウム系溶接ライン２１０は、第１ワイヤ供給装置２１６から第１溶接トーチ２１２へパワーケーブル２２１を渡し、このパワーケーブル２２１に第１溶接機２１４の溶接電力線２２２並びに信号線２２３、第１ワイヤ収納装置２１５の第１溶接ワイヤ２２４、アルゴンガスボンベ２１７のガスホース２２５、冷却水ライン２１８の冷却水ホース２２６並びに排水ホース２２７を通したものである。２２８はアース線である。
【０００６】
鉄系溶接ライン２３０は第２溶接ロボット２３１、第２溶接ロボット２３１に取付けた第２溶接トーチ２３２、第２溶接台２３３、第２溶接機２３４、第２ワイヤ収納装置２３５、第２ワイヤ供給装置２３６、シールドガス源としてのアルゴンガスボンベ２３７並びに第２制御部２３９からなる。
さらに鉄系溶接ライン２３０は、第２ワイヤ供給装置２３６から第２溶接トーチ２３２へパワーケーブル２４１を渡し、このパワーケーブル２４１に第２溶接機２３４の溶接電力線２４２並びに信号線２４３、第２ワイヤ収納装置２３５の第２溶接ワイヤ２４４並びにアルゴンガスボンベ２３７のガスホース２４５を通したものである。２４８はアース線である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動溶接設備２００は、アルミニウム系溶接ライン２１０と鉄系溶接ライン２３０の２ラインに分離独立させた設備である。ところで、一般にアルミニウム系ワークＷ１１の生産数と鉄系ワークＷ１２の生産数とには差がある。例えば、自動二輪車の車体フレームのようなワークは多種少量生産品であり、車種によって生産数が大幅に異なる。アルミニウム系溶接ライン２１０が停止し、鉄系溶接ライン２３０だけが稼働するという状況も有り得る。このような場合であっても、アルミニウム系溶接ライン２１０と鉄系溶接ライン２３０とで互換性がないので、自動溶接設備２００の稼働率に影響を及ぼし、この結果、生産コストが増大する。
【０００８】
そこで本発明の目的は、材質が異なるワークを溶接する自動溶接設備の稼働率を高めることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、アルミ合金製第１ワークＷ１の溶接に適合した第１溶接機２１の第１溶接電力線３３並びにアルミニウム系第１溶接ワイヤ２３を第１溶接トーチ２２に接続し、前記第１ワークＷ１とは異なる材質の鋼鉄製第２ワークＷ２の溶接に適合した第２溶接機４１の第２溶接電力線５３並びに鉄系第２溶接ワイヤ４３を第２溶接トーチ４２に接続し、これら第１・第２溶接トーチ２２，４２のうちの１つを溶接ロボット６１に交換可能に取付けるように構成した自動溶接設備１０であり、第１溶接トーチ２２に記溶接ロボット６１に着脱可能に連結する第１クランパ機構８０Ａを備え、この第１クランパ機構８０Ａの駆動機構８２に圧縮エア源等のエネルギー源をエアホース等の第１供給ライン３８にて接続し、この第１供給ライン３８を前記溶接ロボット６１に取付けることなく第１溶接電力線３３並びに第１溶接ワイヤ２３とを１つの束にまとめ、第２溶接トーチ４２に、溶接ロボット６１に着脱可能に連結する第２クランパ機構８０Ｂを備え、この第２クランパ機構８０Ｂの駆動機構８２に圧縮エア源等のエネルギー源をエアホース等の第２供給ライン５６にて接続し、この第２供給ライン５６を溶接ロボット６１に取付けることなく第２溶接電力線５３並びに第２溶接ワイヤ４３とを１つの束にまとめ、アルミニウム系第１溶接ワイヤ２３を、第１溶接トーチ２２の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第１支持装置３１を介して、第１溶接ワイヤを水平に送るときのワイヤ軸であるＸ軸、Ｘ軸と直交する水平軸であるＹ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に直交する鉛直な軸であるＺ軸方向に調節可能な第１ワイヤ供給装置２５で支持し、鉄系第２溶接ワイヤ４３を、第２溶接トーチ４２の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第２支持装置５１を介して第２ワイヤ供給装置４５で支持したことを特徴とする。
【００１０】
アルミ合金製、鋼鉄製とワークの材質が変わる度に、溶接ロボットに付いている第１溶接トーチを第２溶接トーチに交換する、又は第２溶接トーチを第１溶接トーチに交換する。溶接ロボットから第１溶接トーチを外すと、第１溶接トーチに接続してある溶接電力線や溶接ワイヤも溶接ロボットから同時に外れる。第２溶接トーチについても同様である。
第１溶接トーチを第２溶接トーチに交換するには、先ず、第１クランパ機構を解除することで第１溶接トーチを溶接ロボットから外す。次に、第２クランパ機構によって第２溶接トーチを溶接ロボットに取付ける。
第１溶接トーチが二次元的又は三次元的に移動したときに、この移動に伴う力が第１溶接トーチからアルミニウム系第１ケーブルを介して第１ワイヤ供給装置に作用するが、フローティング支持された第１ワイヤ供給装置は、作用した力の方向に応じ、Ｘ軸に沿って往復移動したり、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りに回転することで、第１溶接トーチの移動に追従することができる。従って、第１溶接トーチの移動に第１ワイヤ供給装置が容易に追従するので、両者間に接続した第１ケーブルに無理な力が作用することはなく、第１ケーブルに曲り癖がつきにくく、曲り癖がないので、第１ケーブルの中を第１溶接ワイヤが通るときの、通過抵抗が増すことはない。このため、第１溶接ワイヤを第１ワイヤ供給装置から第１溶接トーチへ円滑に且つ安定して供給することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る自動溶接設備の模式図である。
自動溶接設備１０は、１つの溶接ロボット６１に複数の溶接トーチ２２，４２を組合せることにより、互いに材質の異なる複数種のワークＷ１，Ｗ２を１つの溶接ロボット６１で自動溶接するようにした設備である。代表例として、１つの溶接ロボット６１に２つの溶接トーチ２２，４２を組合せたＭＩＧ溶接設備を以下に説明する。
【００１２】
自動溶接設備１０は、第１ワークＷ１の溶接に適合した第１専用設備２０と、第１ワークＷ１とは異なる材質の第２ワークＷ２の溶接に適合した第２専用設備４０と、これら第１・第２専用設備２０，４０に共用する共用設備６０とからなる。第１・第２ワークＷ１，Ｗ２は、例えば自動二輪車の車体フレームである。
【００１３】
第１専用設備２０は、アルミニウム合金製第１ワークＷ１を溶接するのに適合した溶接設備であり、第１溶接機２１、第１溶接トーチ２２、アルミニウム系の第１溶接ワイヤ２３を収納する第１ワイヤ収納装置２４、第１ワイヤ収納装置２４から第１溶接ワイヤ２３を引出して第１溶接トーチ２２に供給する第１ワイヤ供給装置２５、シールドガス源としてのアルゴンガスボンベ２６、第１溶接トーチ２２を冷却する冷却水ライン２７並びに排水ライン２８、及び、溶接ロボット６１に第１溶接トーチ２２を着脱するときに用いる圧縮エア源２９を主要な構成部材とする。
【００１４】
第１ワイヤ供給装置２５は、第１溶接トーチ２２による溶接速度に応じて第１溶接ワイヤ２３の送り速度を適宜調節可能な装置であり、天井Ｃｅに第１支持装置３１にてフローティング支持、すなわち浮かせた状態で支持したことを特徴とする。第１支持装置３１の具体的な構造については後述する。
【００１５】
この図は、第１ワイヤ供給装置２５のワイヤ供給口２５ａと第１溶接トーチ２２のワイヤ取入口２２ａとの間を可撓性を有する第１ケーブル３２で接続し、この第１ケーブル３２の中に第１溶接機２１の第１溶接電力線３３並びに信号線３４、第１溶接ワイヤ２３、アルゴンガスボンベ２６のガスホース３５、冷却水ライン２７の冷却水ホース３６、排水ライン２８の排水ホース３７、圧縮エア源２９のエアホース３８，３８を通したことを示す。
【００１６】
第１ワークＷ１の溶接に適合したこれらの部材２３、３３〜３８を第１ケーブル（パワーケーブル）３２の中に通して、第１ワイヤ供給装置２５から第１溶接トーチ２２までの供給経路を円滑に案内することができる。第１溶接ワイヤ２３、第１溶接電力線３３、信号線３４、ガスホース３５、冷却水ホース３６並びに排水ホース３７は第１溶接トーチ２２に接続することになる。
ところで、この図では省略したが、第１溶接電力線３３は第１ワイヤ供給装置２５の電源端子（図示せず）にも接続したものである。
さらには、圧縮エア源２９はエアホース３８，３８に４ポート電磁弁３９を介して接続したものである。４ポート電磁弁３９を切換えることで、エアホース３８，３８へのエアの供給路を反転させることができる。
【００１７】
第２専用設備４０は、鋼鉄製第２ワークＷ２を溶接するのに適合した溶接設備であり、第２溶接機４１、第２溶接トーチ４２、鉄系の第２溶接ワイヤ４３を収納する第２ワイヤ収納装置４４、第２ワイヤ収納装置４４から第２溶接ワイヤ４４を引出して第２溶接トーチ４２に供給する第２ワイヤ供給装置４５、シールドガス源としてのアルゴンガスボンベ４６並びに炭酸ガスボンベ４７、及び、溶接ロボット６１に第２溶接トーチ４２を着脱するときに用いる圧縮エア源４９を主要な構成部材とする。
【００１８】
第２ワイヤ供給装置４５は、第２溶接トーチ４２による溶接速度に応じて第２溶接ワイヤ４３の送り速度を適宜調節可能な装置であり、天井Ｃｅに第２支持装置５１にて取付けたものである。
アルゴンガスボンベ４６のアルゴンガスと炭酸ガスボンベ４７の炭酸ガスとは、混合器４８にて所定割合に混合することで、混合ガスとしてガスホース５５から流れるものである。
【００１９】
この図は、第２ワイヤ供給装置４５のワイヤ供給４５ａと第２溶接トーチ４２のワイヤ取入口４２ａとの間を可撓性を有する第２ケーブル５２で接続し、この第２ケーブル５２の中に第２溶接機４１の第２溶接電力線５３並びに信号線５４、第２溶接ワイヤ４３、混合器４８のガスホース５５、圧縮エア源４９のエアホース５６，５６を通したことを示す。
【００２０】
第２ワークＷ２の溶接に適合したこれらの部材４３、５３〜５６を第２ケーブル（パワーケーブル）５２の中に通して、第２ワイヤ供給装置４５から第２溶接トーチ４２までの供給経路を円滑に案内することができる。第２溶接ワイヤ４３、第２溶接電力線５３、信号線５４、ガスホース５５は第２溶接トーチ４２に接続することになる。
ところで、この図では省略したが、第２溶接電力線５３は第２ワイヤ供給装置４５の電源端子（図示せず）にも接続したものである。
さらには、圧縮エア源４９はエアホース５６，５６に４ポート電磁弁５７を介して接続したものである。４ポート電磁弁５７を切換えることで、エアホース５６，５６へのエアの供給路を反転させることができる。
【００２１】
共用設備６０は、ピックアップロボット１２にてワークハンド（ハンド治具）１３を介して掴んだ状態の第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２を、１つの溶接ロボット６１によって溶接するようにしたものである。詳しくは、共用設備６０はそれぞれ１つの、溶接ロボット６１、溶接ロボット６１を制御するロボット制御部６２、自動溶接設備１０全体を制御する設備制御部６３、設備制御部６３の制御信号を第１・第２溶接機２１，４１に切換える溶接機切換装置６４、ピックアップロボット１２のアース線６５を第１・第２溶接機２１，４１に切換えるアース切換装置６６を主要な構成部材とする。
なお、アース線６５はピックアップロボット１２に接続したものに限定されるものではなく、第１・第２ワークＷ１，Ｗ２のアースになるようにすればよい。例えば、第１・第２ワークＷ１，Ｗ２を溶接台に載せて溶接する場合には、この溶接台にアース線６５を接続すればよい。
【００２２】
溶接ロボット６１は、第１・第２溶接トーチ２２，４２のうちの１つを交換可能に取付けるようにしたものである。その取付け構造については後述する。
第１・第２溶接トーチ２２，４２は溶接ロボット６１により、第１・第２ワークＷ１，Ｗ２の溶接箇所に応じて二次元的又は三次元的に大きく且つ急速に移動可能なものであり、例えば前後並びに上下左右に往復移動、前後並びに上下左右に旋回（スイング）し得る。
【００２３】
ロボット制御部６２は、第１・第２ワークＷ１，Ｗ２の溶接箇所のデータに応じて、第１溶接トーチ２２又は第２溶接トーチ４２を二次元的又は三次元的に移動させるように、溶接ロボット６１に姿勢制御信号を発する機能を有する。
設備制御部６３は、（１）第１・第２ワークＷ１，Ｗ２の材質、板厚、溶接箇所等の所定のデータに応じて、ピックアップロボット１２や溶接ロボット６１、それに第１溶接機２１又は第２溶接機４１を最適溶接条件で作動させるように、溶接制御信号を発する機能、（２）第１・第２ワークＷ１，Ｗ２の材質データに応じて、切換制御信号を発する機能、及び（３）アース切換装置６６に切換信号を発する機能を有し、関連機器を制御するものである。
溶接機切換装置６４は、上記切換制御信号に基づき、上記溶接制御信号を第１溶接機２１又は第２溶接機４１に選択して伝達する機能を有する。
【００２４】
このように設備制御部６３を溶接機切換装置６４を介して第１・第２溶接機２１，４１に並列接続することで、溶接ロボット６１に第１溶接トーチ２２を取付けたときには設備制御部６３の制御信号（溶接制御信号）を溶接機切換装置６４で切換えて第１溶接機２１に伝達し、溶接ロボット６１に第２溶接トーチ４２を取付けたときには溶接制御信号を溶接機切換装置６４で切換えて第２溶接機４１に伝達することができる。
【００２５】
アース切換装置６６はエアシリンダ６６ａと、エアシリンダ６６ａによって移動する電極棒（バー）６６ｂと、電極棒６６ｂの一方に対向する固定端子６６ｃ，６６ｄと、電極棒６６ｂの他方に対向する固定端子６６ｅ，６６ｆとからなる。エアシリンダ６６ａは、４ポート電磁弁６７を介して圧縮エア源６８に接続したものである。固定端子６６ｃは固定端子６６ｃに接続したものである。
【００２６】
鋼鉄製第２ワークＷ２を溶接する場合には、設備制御部６３からソレノイド６７ａに伝達された切換信号に基づき、エアシリンダ６６ａが電極棒６６ｂを図に示すように後退させた状態になる。アース線６５はアース切換装置６６を介して第２溶接機４１に接続することになる。
一方、アルミニウム合金製第１ワークＷ１を溶接する場合には、ソレノイド６７ａに受けた切換信号に基づき、エアシリンダ６６ａが電極棒６６ｂを図右へ移動させた状態になる。アース線６５はアース切換装置６６を介して第１溶接機２１に接続することになる。
【００２７】
図２は本発明に係るピックアップロボット並びに溶接ロボット周りの関係図であり、第１ワークＷ１を溶接する場合の概念を示す。
自動溶接設備１０は、（１）ワーク搬送路１１と溶接ロボットと６１の間にピックアップロボット１２を配置し、（２）このピックアップロボット１２のワークハンド１３で、第１ワークＷ１をワーク搬送路１１から溶接ロボット６１の溶接位置まで移送し、（３）ワークハンド１３で掴んだ状態の第１ワークＷ１を、溶接ロボット６１の第１溶接トーチ２２で溶接し、（４）溶接した後の第１ワークＷ１をワーク搬送路１１に戻すようにしたものである。
この場合の溶接電流は第１溶接機２１→第１溶接電力線３３→第１溶接トーチ２２→第１ワークＷ１→ワークハンド１３→ピックアップロボット１２の端子１２ａ→アース線６５→アース切換装置６６→第１溶接機２１の経路で流れる。
上記図１に示す第２ワークＷ２を溶接する場合にも、第１ワークＷ１を溶接する場合と同様であり、第２ワークＷ２をワークハンド１３で掴んで第２溶接トーチ４２（図１参照）にて溶接することになる。
【００２８】
図３は本発明に係る溶接ロボットと溶接トーチの関係図であり、溶接ロボット６１のアーム６１ａの先端部にトーチ取付部７０を備え、第１溶接トーチ２２の基部に第１クランパ機構８０Ａを備え、第１クランパ機構８０Ａをトーチ取付部７０に着脱可能に連結するようにしたことを示す。２２ｂはクランパ取付アームである。
第１溶接トーチ２２と同様に、第２溶接トーチ４２も基部に第２クランパ機構８０Ｂを備えることで、第２クランパ機構８０Ｂをトーチ取付部７０に着脱可能に連結することができる。
【００２９】
図４は本発明に係るトーチ取付部とクランパ機構の関係図であり、第１溶接トーチ２２の基部において、第１ケーブル３２の中から２本のエアホース３８，３８を露出させ、第１溶接トーチ２２のクランパ取付アーム２２ｂに沿わせ、その端部を第１クランパ機構８０Ａに接続したことを示す。
第１溶接トーチ２２と同様に、第２溶接トーチ４２も基部において、第２ケーブル５２の中から２本のエアホース５６，５６を露出させ、第２溶接トーチ４２のクランパ取付アーム４２ｂに沿わせ、その端部を第２クランパ機構８０Ｂに接続することができる。
【００３０】
このようにすればエアホース３８，３８を、溶接ロボット６１に取付けることなく圧縮エア源２９（図１参照）から第１クランパ機構８０Ａへ引き回すことができる。また、エアホース５６，５６を、溶接ロボット６１に取付けることなく圧縮エア源４９（図１参照）から第２クランパ機構８０Ｂへ引き回すことができる。
【００３１】
そして、第１ケーブル３２に各種線材やホース２３、３３〜３７（図１参照）と共にエアホース３８，３８を通すことで１つの束にまとめた。さらには、第２ケーブル５２に各種線材やホース４３、５３〜５５（図１参照）と共にエアホース５６，５６を通すことで１つの束にまとめた。従って、アーム６１ａの姿勢が大きくしかも頻繁に変化したときであっても、アーム６１ａに各種線材やホース２３、３３〜３８、４３、５３〜５６が引っ掛かって絡まったり擦れて摩耗する心配はない。このため、自動溶接設備１０（図１参照）を一時停止して保守・点検作業をする頻度が少なくてすむ。従って、自動溶接設備１０の稼働率を一層高めることができる。
【００３２】
図５は本発明に係るトーチ取付部とクランパ機構の断面図である。
第１クランパ機構８０Ａはクランパケース８１と、クランパケース８１に内蔵した空気圧アクチュエータ８２と、空気圧アクチュエータ８２にて格納、露出作動する複数のクランパカム８３…（…は複数を示す。以下同じ。）とからなる。
クランパケース８１は、トーチ取付部７０の嵌合孔７１に嵌合する嵌合凸部８１ａを形成し、嵌合凸部８１ａに複数のクランパカム８３…をスイング可能に取付けたものである。
【００３３】
空気圧アクチュエータ８２は、クランパケース８１内のシリンダ８４を移動するピストン８５と、ピストン８５に取付け嵌合凸部８１ａ側へ進退移動可能に突き出たロッド８６と、ロッド８６を後退させる方向に弾発する圧縮ばね（リターンスプリング）８７とからなる、エアシリンダである。シリンダ８４は、ピストン８５で仕切られた上下のエア室８４ａ，８４ｂを、エアホース３８，３８並びに４ポート電磁弁３９を介して圧縮エア源２９に接続したものである。
ロッド８６の先端の係合溝８６ａを複数のクランパカム８３…の係合端に掛けたので、ロッド８６が進退移動することにより、クランパカム８３…の先端は嵌合凸部８１ａの径方向に露出したり、嵌合凸部８１ａ内に格納することができる。８８はリッドである。
【００３４】
通常、クランパカム８３…の先端は図に示すように、嵌合凸部８１ａの径方向に露出した状態にある。
４ポート電磁弁３９のソレノイド３９ａを励磁して４ポート電磁弁３９のエア通路を切換えることで、エアホース３８，３８へのエアの流れ方向は反転する。この結果、エア圧でピストン８５並びにロッド８６が上昇して、クランパカム８３…を格納する。
【００３５】
嵌合孔７１に嵌合凸部８１ａを挿入した後、ソレノイド３９ａを非励磁にして４ポート電磁弁３９を元に切換えることで、エアホース３８，３８へのエアの流れ方向は図に示す元に復帰する。この結果、エア圧でピストン８５並びにロッド８６が下降して、クランパカム８３…を露出させる。露出したクランパカム８３…がトーチ取付部７０の内底面７２に引っ掛かることにより、トーチ取付部７０に第１クランパ機構８０Ａが連結される、すなわちロックされることになる。
トーチ取付部７０から第１クランパ機構８０Ａを取外す（アンロックする）場合には、ソレノイド３９ａを励磁して４ポート電磁弁３９を切換えればよい。
このようにして、溶接ロボット６１に第１溶接トーチ２２（図３参照）を第１クランパ機構８０Ａによって着脱可能に取付けることができる。
【００３６】
第２クランパ機構８０Ｂは、上記第１クランパ機構８０Ａと同様の構成、作用を有するものであり、シリンダ８４においてピストン８５で仕切られた上下のエア室８４ａ，８４ｂを、エアホース５６，５６並びに４ポート電磁弁５７を介して圧縮エア源４９に接続したものである。
【００３７】
ここで、圧縮エア源２９は、第１クランパ機構８０Ａの空気圧アクチュエータ８２に圧縮エアを送るエネルギー源であり、圧縮エア源４９は、第２クランパ機構８０Ｂの空気圧アクチュエータ８２に圧縮エアを送るエネルギー源である。
エアホース３８，３８は、第１クランパ機構８０Ａの空気圧アクチュエータ８２と圧縮エア源２９とを接続する第１供給ラインであり、エアホース５６，５６は、第２クランパ機構８０Ｂの空気圧アクチュエータ８２と圧縮エア源４９とを接続する第２供給ラインである。
第１クランパ機構８０Ａの空気圧アクチュエータ８２は、第１クランパ機構８０Ａの第１駆動機構であり、第２クランパ機構８０Ｂの空気圧アクチュエータ８２は、第２クランパ機構８０Ｂの第２駆動機構である。
【００３８】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１・第２ケーブルの断面図である。
（ａ）は、第１ケーブル３２の中に、第１溶接ワイヤ２３を通過自在に通したワイヤ供給ホース２３Ａ、第１溶接電力線３３、２本の信号線３４，３４、ガスホース３５、冷却水ホース３６、排水ホース３７、２本のエアホース３８，３８を通した状態の断面構造を示す。このようにして第１溶接ワイヤ２３、第１溶接電力線３３、信号線３４，３４、ガスホース３５、冷却水ホース３６、排水ホース３７、エアホース３８，３８を１つの束にまとめることができる。
【００３９】
（ｂ）は、内部ケーブル５８の中に、第２溶接ワイヤ４３を通過自在に通したワイヤ供給ホース４３Ａ、第２溶接電力線５３、２本の信号線５４，５４、ガスホース５５を通すとともに、内部ケーブル５８に２本のエアホース５６，５６を沿わせた状態で、内部ケーブル５８並びにエアホース５６，５６を第２ケーブル５２の中に通した状態の断面構造を示す。第２ケーブル５２は熱収縮チューブである。このようにして、第２溶接電力線５３、信号線５４，５４、第２溶接ワイヤ４３、ガスホース５５、エアホース５６，５６を１つの束にまとめることができる。
【００４０】
図７（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る溶接ロボットの溶接トーチ交換手順説明図であり、溶接ロボット６１に対して第１・第２溶接トーチ２２，４２を自動交換する手順を示す。
（ａ）は、溶接ロボット６１のアーム６１ａに第１溶接トーチ２２を取付けた状態を示す。第１溶接トーチ２２を外すには、アーム６１ａを第１トーチ受台９１の位置まで旋回した後に下降させ（矢印▲１▼及び矢印▲２▼）、第１溶接トーチ２２を第１トーチ受台９１に載せ、第１クランパ機構８０Ａをアンロックさせる。
【００４１】
（ｂ）は、第１クランパ機構８０Ａを解除し、第１トーチ受台９１に第１溶接トーチ２２を載せた状態を示す。次にアーム６１ａを上昇させる（矢印▲３▼）。
（ｃ）は、アーム６１ａを第２トーチ受台９２の位置まで旋回した後に下降させ（矢印▲４▼及び矢印▲５▼）、トーチ取付部７０に第２溶接トーチ４２の第２クランパ機構８０Ｂをロックさせる。
（ｄ）は、第２溶接トーチ４２を取付けた状態のアーム６１ａを上昇させた（矢印▲６▼）ことを示す。その後、アーム６１ａを（ａ）に示す元の位置まで旋回させて（矢印▲７▼）、第１・第２溶接トーチ２２，４２の自動交換作業を完了する。
第２溶接トーチ４２を第１溶接トーチ２２に交換する場合は、逆手順にする。
【００４２】
図８は本発明に係る第１ワイヤ供給装置並びに第１支持装置廻りの斜視図である。
第１ワイヤ供給装置２５は、第１溶接ワイヤ２３を送り出す図左のワイヤ供給口２５ａと第１溶接ワイヤ２３を受入れる図右のワイヤ受入口２５ｂとを同一高さに配置したものである。詳しくは、第１ワイヤ供給装置２５は、ワイヤ受入口２５ｂから受入れた第１溶接ワイヤ２３を引張り、さらに、ワイヤ供給口２５ａから送り出すことで、第１ワイヤ収納装置２４から引出した第１溶接ワイヤ２３を第１溶接トーチ２２側へ水平（概ね水平を含む）に送るようにしたものである。
【００４３】
ここで、第１ワイヤ供給装置２５でアルミニウム系第１溶接ワイヤ２３を水平（概ね水平を含む）に送るときのワイヤ軸、すなわちワイヤ芯をＸ軸とし、このＸ軸に直交する水平軸をＹ軸とし、これらＸ軸、Ｙ軸に直交する鉛直軸をＺ軸とする。すなわち、Ｙ軸はＸ軸に対して直角な方向に延びる水平な軸であり、Ｚ軸はＸ軸やＹ軸に対して直角な方向に延びる鉛直な軸である。
【００４４】
なお、本発明におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸については次の（１）〜（３）の内容を含むものとする。
（１）Ｘ軸は、ほぼ水平な軸であって、第１ワイヤ供給装置２５のワイヤ供給口２５ａとワイヤ受入口２５ｂとを通る第１溶接ワイヤ２３の軸（線）を含む。
（２）Ｙ軸は、ほぼ水平な軸であって、平面視においてＸ軸に対しほぼ直角な方向に延びる軸（線）を全て含むものであり、Ｘ軸に対する高さ（レベル）を問わない。
（３）Ｚ軸は、ほぼ鉛直な軸であって、側面視においてＸ軸、Ｙ軸に対しほぼ直角な方向に延びる軸（線）を全て含むものであり、Ｘ軸やＹ軸に対する平面的な位置を問わない。
【００４５】
第１支持装置３１は天井に支持部材１０１を取付け、この支持部材１０１にＸ軸に沿って往復移動自在にＸ軸移動部材１０６を取付け、このＸ軸移動部材１０６にＹ軸並びにＺ軸回りに回転可能に支承ジョイント１１１を取付け、この支承ジョイント１１１に第１ワイヤ供給装置２５を吊下げるようにしたものである。以下、第１支持装置３１の具体的な構成を説明する。
【００４６】
図９は本発明に係る第１支持装置の側面図であり、要部を断面して示す。
第１支持装置３１における支持部材１０１は、Ｘ軸移動部材１０６をＸ軸に沿って往復移動自在に案内するガイド軸１０４を備えるとともに、このガイド軸１０４回りにＸ軸移動部材１０６を回転可能に支承したものである。詳しくは、支持部材１０１は、固定物としての建屋の天井Ｃｅにボルト止めしたベース１０２と、ベース１０２から下方へ延した図左右２つの軸支承部１０３，１０３と、これらの軸支承部１０３，１０３間に掛け渡したガイド軸１０４とからなる。ガイド軸１０４はＸ軸に沿って水平に延びる丸棒である。ガイド軸１０４の中心を通りＸ軸に沿って水平に延びる軸線をＸ１軸と言う。
【００４７】
Ｘ軸移動部材１０６は、ガイド軸１０４に往復移動自在に且つガイド軸１０４回りに回転可能に支承されるスライダ１０７と、スライダ１０７から下方へ延したエアシリンダ１０８とからなる。スライダ１０７は、Ｘ軸に沿って往復移動自在でガイド軸１０４回りに回転可能、すなわち、Ｘ１軸に沿って往復移動自在でＸ１軸回りに回転可能な部材である。このようなスライダ１０７は、ガイド軸１０４に対して円滑に往復移動や回転をするためのベアリング１０９、例えば図に示すリニアボールベアリングを備えてもよい。
なお、Ｘ軸移動部材１０６において、Ｘ軸に沿って往復移動する範囲やガイド軸１０４回りの回転範囲については、第１溶接トーチ２２（図７参照）の移動範囲に対応させて任意に設定すればよい。
【００４８】
エアシリンダ１０８は、スライダ１０７の下部にシリンダ１０８ａの上端部をボルト止めし、シリンダ１０８ａを下方へ延し、シリンダ１０８ａの下端からロッド１０８ｂを突出したものであり、昇降部材の役割を果たす。エアシリンダ１０８であるから、ロッド１０８ｂに連結したピストン１０８ｃはシリンダ１０８ａ内で回転が可能である。従って、Ｚ軸に沿って延びるシリンダ１０８ａに上下移動可能に取付けたロッド１０８ｂは、Ｚ軸回りに回転可能である。
【００４９】
支承ジョイント１１１は、エアシリンダ１０８のロッド１０８ｂの下端部に下向き二股状のフォークエンド１１２をピン結合し、フォークエンド１１２に連結ピン１１３にて下部連結体１１４を回転可能に連結したものである。下部連結体１１４は下部に、第１ワイヤ供給装置２５のハンガ２５ｃをボルト止めすることで、第１ワイヤ供給装置２５を吊下げたものである。このようにして、天井Ｃｅに第１支持装置３１にて第１ワイヤ供給装置２５をフローティング支持することができる。
上記エアシリンダ１０８と支承ジョイント１１１との組合せ構造は、供給装置昇降機構１１５である。
【００５０】
エアシリンダ１０８の配管並びに配線の構成、作用について説明する。
エアシリンダ１０８は４ポート電磁弁１１６を介して圧縮エア源１１７に接続したものであり、４ポート電磁弁１１６のソレノイド１１６ａは操作スイッチ１１８を介して電源１１９に接続したものである。
第１ワイヤ供給装置２５が図に示す使用状態にあるとき、操作スイッチ１１８はオフである。このときにはソレノイド１１６ａが非励磁なので、圧縮エアが４ポート電磁弁１１６から下部エア口１０８ｄへ入る。この結果、ロッド１０８ｂは上昇した状態にある。
その後、操作スイッチ１１８をオン操作してソレノイド１１６ａを励磁させると、４ポート電磁弁１１６のエア通路が切り替わることにより、下部エア口１０８ｄと上部エア口１０８ｅへのエアの流れ方向は反転する。この結果、ロッド１０８ｂは下降する。
【００５１】
このように、第１ワイヤ供給装置２５を使用するときには、第１ワイヤ供給装置２５を他の作業の邪魔にならない高さまで、エアシリンダ１０８で引上げることができる。また、第１溶接ワイヤ２３の交換作業や第１ワイヤ供給装置２５の保守・点検作業をするときには、第１ワイヤ供給装置２５をエアシリンダ１０８で作業し易い高さまで下げることができる。低い位置で作業をすることができるので、第１溶接ワイヤ２３の交換作業や第１ワイヤ供給装置２５の保守・点検作業が容易になる。
【００５２】
図１０は図９の１０−１０線断面図であり、支承ジョイント１１１の断面構造を示す。
ロッド１０８ｂがＺ軸回りに回転可能なエアシリンダ１０８は、支承ジョイント１１１の役割の一部を果たすことになる。また、Ｙ軸に沿って延びる連結ピン１１３にてフォークエンド１１２に下部連結体１１４を連結したので、下部連結体１１４はＹ軸回りに回転可能である。従って、支承ジョイント１１１はＸ軸移動部材１０６（図９参照）にＹ軸並びにＺ軸回りに回転可能に吊下げられていることになる。
【００５３】
なお、支承ジョイント１１１において、Ｙ軸回りの回転範囲やＺ軸回りの回転範囲については、第１溶接トーチ２２（図８参照）の移動範囲に対応させて任意に設定すればよい。特に、Ｚ軸回りの回転範囲については、Ｙ軸回りの回転が円滑に行われる範囲に規制することが、より好ましい。また、フォークエンド１１２と下部連結体１１４とを上下入れ替えて、エアシリンダ１０８に取付けてもよい。
【００５４】
次に、上記構成の第１支持装置３１の作用を図１１に基づき説明する。
図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る第１支持装置の作用図であり、第１溶接トーチ２２の移動に対する第１支持装置３１の作用の一例を示す。
【００５５】
（ａ）は、第１溶接トーチ２２が前後に移動したときの作用を示す。この場合には、第１溶接トーチ２２が第１ケーブル３２を介して第１ワイヤ供給装置２５を前に引く又は後に押すことにより、Ｘ軸移動部材１０６がＸ軸に沿って往復移動する。
（ｂ）は、第１溶接トーチ２２が上下に旋回したときの作用を示す。この場合には、第１溶接トーチ２２が第１ケーブル３２を介して第１ワイヤ供給装置２５のワイヤ供給口２５ａ側を持上げ又は引下げることにより、支承ジョイント１１１がＹ軸回りに回転する。
【００５６】
（ｃ）は、第１溶接トーチ２２が左右に比較的小さい距離Ｌ１だけ移動したときの作用を示す。この場合には、第１溶接トーチ２２が第１ケーブル３２を介して第１ワイヤ供給装置２５のワイヤ供給口２５ａ側を左又は右に小さく移動させることにより、支承ジョイント１１１がＺ軸回りに回転する。
（ｄ）は、第１溶接トーチ２２が左右に比較的大きい距離Ｌ２だけ移動したときの作用を示す。この場合には、第１溶接トーチ２２が第１ケーブル３２を介して第１ワイヤ供給装置２５のワイヤ供給口２５ａ側を左又は右に大きく移動させることにより、Ｘ軸移動部材１０６がガイド軸１０４回りに回転する。
【００５７】
以上の説明をまとめると、第１ケーブル３２に曲り癖がつくと、第１ケーブル３２の中を第１溶接ワイヤ２３（図８参照）が通るときの通過抵抗が増す。抵抗が増すことで、第１溶接ワイヤ２３を第１溶接トーチ２２に円滑に供給できないと、溶接が不十分になり、品質を高めることができない。特に、アルミニウム系溶接用線材のように軽量で比較的柔軟性がある第１溶接ワイヤ２３の場合に、その傾向が強い。
【００５８】
これに対して、第１溶接トーチ２２が二次元的又は三次元的に移動したときに、この移動に伴う力が第１溶接トーチ２２から第１ケーブル３２を介して第１ワイヤ供給装置２５に作用する。フローティング支持された第１ワイヤ供給装置２５は、作用した力の方向に応じ、Ｘ軸に沿って往復移動したり、Ｙ軸回り、Ｚ軸回り並びにガイド軸１０４回りに回転することで、第１溶接トーチ２２の移動に追従することができる。第１溶接トーチ２２の移動に第１ワイヤ供給装置２５が容易に追従するので、両者間に接続した第１ケーブル３２に無理な力が作用することはない。従って、第１ケーブル３２に曲り癖がつきにくい。曲り癖がないので、第１ケーブル３２の中を第１溶接ワイヤ２３が通るときの、通過抵抗が増すことはない。このため、第１溶接ワイヤ２３を第１ワイヤ供給装置２５から第１溶接トーチ２２へ円滑に且つ安定して供給することができる。
このようにすることにより、図１に示すアルミニウム合金製第１ワークＷ１や鋼鉄製第２ワークＷ２のように互いに異なる材質のワークを、１つの自動溶接設備１０を使用して同一工程で自動溶接することが容易である。これが、第１ワイヤ供給装置２５をフローティング支持した理由である。
【００５９】
図１２は本発明に係る自動溶接設備のシステム図であり、主に自動溶接設備１０の電気系統だけを表したものである。
第１専用設備２０（図１参照）は上述のように、第１ワークＷ１の溶接に適合した第１溶接機２１と、この第１溶接機２１の第１溶接電力線３３並びに第１溶接ワイヤ２３（図１参照）を接続した第１溶接トーチ２２と、この第１溶接トーチ２２に備えて溶接ロボット６１に着脱可能に連結する第１クランパ機構８０Ａと、この第１クランパ機構８０Ａのアクチュエータ（図５の空気圧アクチュエータ）８２にエネルギーを供給する第１供給ライン（エアホース）３８と、第１溶接電力線３３並びに第１溶接ワイヤ２３を溶接ロボット６１に取付けることなく１つの束にまとめた第１ケーブル３２とを備える。
【００６０】
第２専用設備４０（図１参照）は上述のように、第２ワークＷ２の溶接に適合した第２溶接機４１と、この第２溶接機４１の第２溶接電力線５３並びに第２溶接ワイヤ４３（図１参照）を接続した第２溶接トーチ４２と、この第２溶接トーチ４２に備えて溶接ロボット６１に着脱可能に連結する第２クランパ機構８０Ｂと、この第２クランパ機構８０Ｂのアクチュエータ（図５の空気圧アクチュエータ）８２にエネルギーを供給する第２供給ライン（エアホース）５６と、第２溶接電力線５３並びに第２溶接ワイヤ４３を溶接ロボット６１に取付けることなく１つの束にまとめた第２ケーブル５２とを備える。
【００６１】
共用設備６０（図１参照）はピックアップロボット１２、第１供給ライン３８のアクチュエータオン・オフ機構（４ポート電磁弁）３９、第２供給ライン５６のアクチュエータオン・オフ機構（４ポート電磁弁）５７、溶接ロボット６１、ロボット制御部６２、設備制御部６３、溶接機切換装置６４、アース切換装置６６、４ポート電磁弁６７、操作部１２１及びピックアップロボット制御部１２２を備える。
【００６２】
操作部１２１は、▲１▼第１専用設備２０又は第２専用設備４０に切換える切換え情報、並びに、▲２▼第１専用設備２０又は第２専用設備４０による溶接情報を入力する手段である。
設備制御部６３は、▲１▼操作部１２１の切換え情報に基づく切換制御信号や切換信号を発するとともに、▲２▼操作部１２１の溶接情報に基づく溶接制御信号を発する手段である。
【００６３】
第１・第２供給ライン３８，５６の４ポート電磁弁３９，５７は、設備制御部６３の切換制御信号に応じて作動する手段である。
ロボット制御部６２は、設備制御部６３の切換制御信号並びに溶接制御信号に応じて、第１溶接トーチ２２又は第２溶接トーチ４２を二次元的又は三次元的に移動させるように、溶接ロボット６１に姿勢制御信号を発する手段である。
溶接機切換装置６４は、設備制御部６３の切換制御信号に応じて、第１溶接機２１又は第２溶接機４１を選択して、溶接制御信号を伝達する手段である。
アース切換装置６６は、設備制御部６３の切換信号に応じて、第１溶接機２１のアース線６５又は第２溶接機４１のアース線６５をワーク側（ピックアップロボット１２の端子１２ａ）に切換えて接続する手段である。
ピックアップロボット制御部１２２は、設備制御部６３の溶接制御信号に応じて、ワークハンド１３を二次元的又は三次元的に移動させるように、ピックアップロボット１２に姿勢制御信号を発する手段である。
【００６４】
次に、設備制御部６３をマイクロコンピュータとした場合の制御フローを図１３〜図１５に基づき説明する。なお、図１３〜図１５において、ＳＴ××はステップ番号を示す。また、特に説明がない場合には、ステップ番号順に実行されるものとする。以下、図１２を参照しつつ説明する。
【００６５】
図１３は本発明に係る設備制御部の制御フローチャート（その１）である。
ＳＴ１０１；データを初期設定する。
ＳＴ１０２；操作部１２１から操作データを読込む。具体的には、▲１▼第１専用設備２０又は第２専用設備４０に切換える切換え情報、並びに、▲２▼第１専用設備２０又は第２専用設備４０による溶接情報を読込む。これらの情報には、後述するフラグＦ（溶接するワークの材質を変更するか否か）のデータを含む。溶接するワークの材質を変更する場合にはフラグＦ＝１であり、変更しない場合にはＦ＝０である。
ＳＴ１０３；フラグＦ＝１であるか、すなわち、溶接するワークの材質を変更するかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１０４」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１０９」に進む。
【００６６】
ＳＴ１０４；Ｗ１→Ｗ２であるか、すなわち、第１ワークＷ１から第２ワークＷ２へ変更するかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１０５」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１０７」に進む。ＮＯなら、第２ワークＷ２から第１ワークＷ１へ変更すると判定したことになる。
ＳＴ１０５；第１溶接機２１を第２溶接機４１に切換えるように切換制御信号を発する。この切換制御信号に応じて、溶接機切換装置６４は第１溶接機２１を第２溶接機４１に切換える。
ＳＴ１０６；アース線６５を第２溶接機４１に接続するように切換信号を発する。この切換信号に応じて、アース切換装置６６はアース線６５を第１溶接機２１から第２溶接機４１に切換えて接続し、出結合子Ａ１に進む。
【００６７】
ＳＴ１０７；第２溶接機４１を第１溶接機２１に切換えるように切換制御信号を発する。この切換制御信号に応じて、溶接機切換装置６４は第２溶接機４１を第１溶接機２１に切換える。
ＳＴ１０８；アース線６５を第１溶接機２１に接続するように切換信号を発する。この切換信号に応じて、アース切換装置６６はアース線６５を第２溶接機４１から第１溶接機２１に切換えて接続し、出結合子Ａ２に進む。
【００６８】
ＳＴ１０９；Ｗ１を溶接か、すなわち第１ワークＷ１を溶接するかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１１０」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１１１」に進む。ＮＯなら、第２ワークＷ２を溶接すると判定したことになる。
ＳＴ１１０；第１ワークＷ１を最適溶接条件で溶接するように、溶接制御信号を発する。この溶接制御信号に応じて、ロボット制御部６２は溶接ロボット６１に姿勢制御信号を発し、溶接機切換装置６４は第１溶接機２１に溶接制御信号を伝達し、ピックアップロボット制御部１２２はピックアップロボット１２に姿勢制御信号を発する。このようにして、第１ワークＷ１の自動溶接を実施することができる。
ＳＴ１１１；第２ワークＷ２を最適溶接条件で溶接するように、溶接制御信号を発する。この溶接制御信号に応じて、ロボット制御部６２は溶接ロボット６１に姿勢制御信号を発し、溶接機切換装置６４は第２溶接機４１に溶接制御信号を伝達し、ピックアップロボット制御部１２２はピックアップロボット１２に姿勢制御信号を発する。このようにして、第２ワークＷ２の自動溶接を実施することができる。
【００６９】
図１４は本発明に係る設備制御部の制御フローチャート（その２）であり、上記図７に示すように、溶接ロボット６１に対して第１溶接トーチ２２から第２溶接トーチ４２に自動交換する制御フローを示す。なお、この制御フローは上記図１３に示す「ＳＴ１０６」から出結合子Ａ１並びに本図の入結合子Ａ１を経て「ＳＴ２０１」に進んだものである。
【００７０】
ＳＴ２０１；溶接ロボット６１のアーム６１ａを第１トーチ受台９１の位置まで旋回させる。
ＳＴ２０２；アーム６１ａを下降させる。この結果、第１溶接トーチ２２を第１トーチ受台９１に載せることができる。
ＳＴ２０３；第１供給ライン３８の４ポート電磁弁３９に切換制御信号を発する。この結果、第１クランパ機構８０Ａはアンロックする。第１溶接トーチ２２はアーム６１ａから外れる。
ＳＴ２０４；アーム６１ａを上昇させる。
ＳＴ２０５；アーム６１ａを第２トーチ受台９２の位置まで旋回させる。
ＳＴ２０６；アーム６１ａを下降させる。
ＳＴ２０７；第２供給ライン５６の４ポート電磁弁５７に切換制御信号を発する。この結果、第２クランパ機構８０Ｂはロックする。第２トーチ受台９２に載っている第２溶接トーチ４２をアーム６１ａにセットすることができる。
ＳＴ２０８；アーム６１ａを上昇させる。
ＳＴ２０９；アーム６１ａを元の中立位置まで旋回させ、その状態で待機させて、トーチ交換制御を終了する。
【００７１】
図１５は本発明に係る設備制御部の制御フローチャート（その３）であり、上記図１４に示す制御フローと逆フローにより、溶接ロボット６１に対して第２溶接トーチ４２から第１溶接トーチ２２に自動交換する制御フローを示す。なお、この制御フローは上記図１３に示す「ＳＴ１０８」から出結合子Ａ２並びに本図の入結合子Ａ２を経て「ＳＴ３０１」に進む。
【００７２】
ＳＴ３０１；アーム６１ａを第２トーチ受台９２の位置まで旋回させる。
ＳＴ３０２；アーム６１ａを下降させる。この結果、第２溶接トーチ４２を第２トーチ受台９２に載せることができる。
ＳＴ３０３；第２供給ライン５６の４ポート電磁弁５７に切換制御信号を発する。この結果、第２クランパ機構８０Ｂはアンロックする。第２溶接トーチ４２はアーム６１ａから外れる。
ＳＴ３０４；アーム６１ａを上昇させる。
ＳＴ３０５；アーム６１ａを第１トーチ受台９１の位置まで旋回させる。
ＳＴ３０６；アーム６１ａを下降させる。
ＳＴ３０７；第１供給ライン３８の４ポート電磁弁３９に切換制御信号を発する。この結果、第１クランパ機構８０Ａはロックする。第１トーチ受台９１に載っている第１溶接トーチ２２をアーム６１ａにセットすることができる。
ＳＴ３０８；アーム６１ａを上昇させる。
ＳＴ３０９；アーム６１ａを元の中立位置まで旋回させ、その状態で待機させて、トーチ交換制御を終了する。
【００７３】
このような制御フローにより、溶接するワークＷ１，Ｗ２の材質を変更したときに、第１専用設備２０と第２専用設備４０とに自動的に変更するとともに、溶接条件をも自動的に変更することができる。
但し、設備制御部６３は、マイクロコンピュータに限定されるものではなく、同様の手順で実行するものであればよい。
【００７４】
以上の説明から明らかなように、本発明の自動溶接方法は次の（１）〜（３）の方法からなる。上記図１を参照して説明すると、
（１）先ず、第１ワークＷ１の溶接に適合した第１溶接機２１、第２ワークＷ２の溶接に適合した第２溶接機４１、これら第１・第２溶接機２１，４１に共用する１つの溶接ロボット６１、溶接ロボット６１に着脱する第１クランパ機構８０Ａを備え第１ケーブル３２を接続した第１溶接トーチ２２、及び、溶接ロボット６１に着脱する第２クランパ機構８０Ｂを備え第２ケーブル５２を接続した第２溶接トーチ４２を準備する。
第１ケーブル３２は、第１溶接トーチ２２に接続した線類・ホース類２３，３３〜３７や、第１クランパ機構８０Ａに接続したエアホース３８，３８を通したものを準備する。第２ケーブル５２は、第２溶接トーチ４２に接続した線類・ホース類４３，５３〜５５や、第２クランパ機構８０Ｂに接続したエアホース５６，５６を通したものを準備する。
【００７５】
（２）次に、第１ワークＷ１から第２ワークＷ２へ変更したときには、第１クランパ機構８０Ａをアンロックすることで溶接ロボット６１から第１溶接トーチ２２を外し、次に第２クランパ機構８０Ｂをロックすることで溶接ロボット６１に第２溶接トーチ４２を取付けた後に、第２ワークＷ２の自動溶接を実施する。
（３）また、第２ワークＷ２から第１ワークＷ１へ変更したときには、第２クランパ機構８０Ｂをアンロックすることで溶接ロボット６１から第２溶接トーチ４２を外し、次に第１クランパ機構８０Ａをロックすることで溶接ロボット６１に第１溶接トーチ２２を取付け後に、第１ワークＷ１の自動溶接を実施する。
【００７６】
このような自動溶接方法によれば、１つの溶接ロボット６１を用いて材質の異なるワークＷ１，Ｗ２を溶接するのに、溶接ロボット６１に付いている第１溶接トーチ２２を第２溶接トーチ４２に交換する、又は第２溶接トーチ４２を第１溶接トーチ２２に交換するする度に、これら第１・第２溶接トーチ２２，４２に接続してある第１ケーブル３２や第２ケーブル５２をも、上記線類・ホース類を通した状態で同時に交換することができる。
従って、第１・第２ワークＷ１，Ｗ２が変更になる度に、第１溶接機２１を備える第１専用設備２０と第２溶接機４１を備える第２専用設備４０とを、短時間で切換えることができる。このため、自動溶接設備１０の稼働率を高めることができ、この結果、生産コストを低減することができる。
【００７７】
なお、本発明の実施の形態において、次の（１）〜（４）にすることは差し支えない。
（１）図１に示す圧縮エア源２９，４９，６８及び図９に示す圧縮エア源１１７は互いに独立したものに限定されず、１つの圧縮エア源を共用してもよい。さらには、圧縮エア源にはエアコンプレッサを含む。
（２）図５に示す第１・第２駆動機構は、空気圧アクチュエータ８２に限定するものではなく、例えば電動アクチュエータや油圧アクチュエータであってもよい。また、エネルギー源や第１・第２供給ラインは、第１・第２駆動機構の種類に応じて定まる。例えば、第１・第２駆動機構を電動アクチュエータとした場合には、エネルギー源は電源であり、第１・第２供給ラインは電線である。
（３）図６に示す第２ケーブル５２は、熱収縮チューブに限定されるものではなく、例えば一般的なチューブとしたり、内部ケーブル５８にエアホース５６，５６を沿わせた状態でテープを巻き付けたものでもよい。
（４）図９に示す支持部材１０１を取付けるための固定物は、溶接用ロボット６１（図１参照）から離れた位置にある物であればよく、天井Ｃｅの他に壁、床若しくはこれらに類するものであればよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の自動溶接設備は、アルミ合金製第１ワークＷ１の溶接に適合した第１溶接機２１の第１溶接電力線３３並びにアルミニウム系第１溶接ワイヤ２３を第１溶接トーチ２２に接続し、前記第１ワークＷ１とは異なる材質の鋼鉄製第２ワークＷ２の溶接に適合した第２溶接機４１の第２溶接電力線５３並びに鉄系第２溶接ワイヤ４３を第２溶接トーチ４２に接続し、これら第１・第２溶接トーチ２２，４２のうちの１つを溶接ロボット６１に交換可能に取付けるように構成した自動溶接設備１０であり、第１溶接トーチ２２に溶接ロボット６１に着脱可能に連結する第１クランパ機構８０Ａを備え、この第１クランパ機構８０Ａの駆動機構８２に圧縮エア源等のエネルギー源をエアホース等の第１供給ライン３８にて接続し、この第１供給ライン３８を溶接ロボット６１に取付けることなく第１溶接電力線３３並びに第１溶接ワイヤ２３とを１つの束にまとめ、第２溶接トーチ４２に、溶接ロボット６１に着脱可能に連結する第２クランパ機構８０Ｂを備え、この第２クランパ機構８０Ｂの駆動機構８２に圧縮エア源等のエネルギー源をエアホース等の第２供給ライン５６にて接続し、この第２供給ライン５６を溶接ロボット６１に取付けることなく第２溶接電力線５３並びに第２溶接ワイヤ４３とを１つの束にまとめ、アルミニウム系第１溶接ワイヤ２３を、第１溶接トーチ２２の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第１支持装置３１を介して、第１溶接ワイヤを水平に送るときのワイヤ軸であるＸ軸、Ｘ軸と直交する水平軸であるＹ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に直交する鉛直な軸であるＺ軸方向に調節可能な第１ワイヤ供給装置２５で支持し、鉄系第２溶接ワイヤ４３を、第２溶接トーチ４２の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第２支持装置５１を介して第２ワイヤ供給装置４５で支持した。
請求項１によれば、先ず、溶接ロボットに付いている第１溶接トーチを第２溶接トーチに交換する、又は第２溶接トーチを第１溶接トーチに交換するだけで、アルミ合金製、鋼鉄製と材質の異なるワークを１つの溶接ロボットによって溶接することができる。しかも、第１・第２溶接トーチを交換する度に、これら第１・第２溶接トーチに接続してある溶接電力線やアルミニウム系、鉄系の溶接ワイヤも同時に簡単に交換することができる。
このように溶接ロボットを共用し第１・第２溶接トーチを交換可能な構成にしたので、材質の異なるワークを１つの設備を使用して同一工程で自動溶接することが容易である。従って、自動溶接設備の稼働率を高めることによって、生産コストを低減することができる。
【００７９】
又本発明では、溶接ロボット６１を共用し第１・第２溶接トーチ２２・４２を交換可能に構成し、アルミニウム系１溶接ワイヤ２３を、第１溶接トーチ２２の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第１支持装置３１を介して、第１溶接ワイヤを水平に送るときのワイヤ軸であるＸ軸、Ｘ軸と直交する水平軸であるＹ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に直交する鉛直な軸であるＺ軸方向に調節可能な第１ワイヤ供給装置２５で支持し、鉄系第２溶接ワイヤ４３を、第２溶接トーチ４２の溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第２支持装置５１を介して第２ワイヤ供給装置４５で支持した。
従って、溶接速度に応じて送り速度を調節可能、且つ天井Ｃｅに取付けられた第２支持装置５１を介して第２ワイヤ供給装置４５で支持される溶接トーチの一方の支持装置に対し、第１溶接トーチ２２は、第１支持装置３１を介してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にアルミニウム系の第１ワイヤ供給装置２５により調節可能としたので、第１溶接トーチが二次元的又は三次元的に移動したときに、この移動に伴う力が第１溶接トーチから第１ケーブルを介して第１ワイヤ供給装置に作用するが、フローティング支持された第１ワイヤ供給装置は、作用した力の方向に応じ、Ｘ軸に沿って往復移動したり、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りに回転することで、第１溶接トーチの移動に追従することができる。従って、第１溶接トーチの移動に第１ワイヤ供給装置が容易に追従するので、両者間に接続したアルミニウム系の第１ケーブルに無理な力が作用することはなく、第１ケーブルに曲り癖がつきにくく、曲り癖がないので、第１ケーブルの中を第１溶接ワイヤが通るときの、通過抵抗が増すことはない。このため、第１溶接ワイヤを第１ワイヤ供給装置から第１溶接トーチへ円滑に且つ安定して供給することができる。
また第１ワイヤ供給装置２５は他の作業の邪魔にならない高さまでＸ軸方向に調節可能なので、引上げることができ、第１溶接ワイヤ２３の交換作業や第１ワイヤ供給装置２５の保守・点検作業をするときには、第１ワイヤ供給装置２５を作業し易い高さまで下げることができ、低い位置で作業をすることができるので、第１溶接ワイヤ２３の交換作業や第１ワイヤ供給装置２５の保守・点検作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る自動溶接設備の模式図
【図２】  本発明に係るピックアップロボット並びに溶接ロボット周りの関係図
【図３】  本発明に係る溶接ロボットと溶接トーチの関係図
【図４】  本発明に係るトーチ取付部とクランパ機構の関係図
【図５】  本発明に係るトーチ取付部とクランパ機構の断面図
【図６】  本発明に係る第１・第２ケーブルの断面図
【図７】  本発明に係る溶接ロボットの溶接トーチ交換手順説明図
【図８】  本発明に係る第１ワイヤ供給装置並びに第１支持装置廻りの斜視図
【図９】  本発明に係る第１支持装置の側面図
【図１０】  図９の１０−１０線断面図
【図１１】  本発明に係る第１支持装置の作用図
【図１２】  本発明に係る自動溶接設備のシステム図
【図１３】  本発明に係る設備制御部の制御フローチャート（その１）
【図１４】  本発明に係る設備制御部の制御フローチャート（その２）
【図１５】  本発明に係る設備制御部の制御フローチャート（その３）
【図１６】  従来の自動溶接設備の模式図
【符号の説明】
１０…自動溶接設備、２０…第１専用設備、２１…第１溶接機、２２…第１溶接トーチ、２３…アルミニウム系第１溶接ワイヤ、２５…第１ワイヤ供給装置、２９…エネルギー源（圧縮エア源）、３１…第１支持装置、３２…鉄系第１ケーブル、３３…第１溶接電力線、３８…第１供給ライン（エアホース）、３９…第１供給ラインのアクチュエータオン・オフ機構（４ポート電磁弁）、３９ａ…ソレノイド、４０…第２専用設備、４１…第２溶接機、４２…第２溶接トーチ、４３…第２溶接ワイヤ、４５…第２ワイヤ供給装置、４９…エネルギー源（圧縮エア源）、５１…第２支持装置、５２…第２ケーブル、５３…第２溶接電力線、５６…第２供給ライン（エアホース）、６０…共用設備、６１…溶接ロボット、６２…ロボット制御部、６３…設備制御部、６４…溶接機切換装置、６５…アース線、６６…アース切換装置、６７…第２供給ラインのアクチュエータオン・オフ機構（４ポート電磁弁）、６７ａ…ソレノイド、８０Ａ…第１クランパ機構、８０Ｂ…第２クランパ機構、８２…第１・第２駆動機構（空気圧アクチュエータ）、１２１…操作部、１２２…ピックアップロボット、Ｗ１…アルミ合金製第１ワーク、Ｗ２…鋼鉄製第２ワーク、Ｃｅ…天井。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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