特許 7611660 接合装置及び接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-26

(45)【発行日】2025-01-10

(54)【発明の名称】接合装置及び接合方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/00 20060101AFI20241227BHJP

   B23K 1/18 20060101ALI20241227BHJP

   B23K 1/002 20060101ALI20241227BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20241227BHJP

【ＦＩ】

B23K3/00 310L

B23K1/18 B

B23K1/002

B23K1/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020132770

(22)【出願日】2020-08-05

(65)【公開番号】P2022029500

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 脩矢

(72)【発明者】

【氏名】片山 篤

(72)【発明者】

【氏名】山口 敬史

(72)【発明者】

【氏名】清水 隆紀

(72)【発明者】

【氏名】松下 浩延

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０００６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２６７１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９５８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１００２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２１６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０２３８４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ３／００

Ｂ２３Ｋ １／１８

Ｂ２３Ｋ １／００２

Ｂ２３Ｋ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１管材の接続部分側を支持可能な治具と、
接続部分が前記第１管材の接続部分に挿入される第２管材の、当該接続部分以外の部分を支持可能な管材支持ロボットとを備え、
前記第１管材が前記治具により支持され、前記第２管材が前記管材支持ロボットにより支持された状態で、前記接続部分に対して母材を溶かして接合を行う
ことを特徴とする接合装置。

【請求項2】

前記治具は、
ベース板と、
根元が前記ベース板に取付け可能であり、先端に前記第１管材の接続部分側を支持可能な管材受けを有するシャフトを有し、
前記シャフトを、前記ベース板上の指定された位置に指定された軸周りの角度で取付ける治具組立てロボットを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の接合装置。

【請求項3】

前記シャフトは、長さが調整可能であり、
前記治具組立てロボットは、前記シャフトを、指定された長さに調整する
ことを特徴とする請求項２記載の接合装置。

【請求項4】

前記第１管材及び前記第２管材を前記治具及び前記管材支持ロボットに取付ける管材取付けロボットを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の接合装置。

【請求項5】

前記第１管材の接続部分又は前記第２管材の接続部分に取付けられるリング状のろう材と、
前記第１管材の接続部分に前記第２管材の接続部分が挿入された状態で、前記ろう材を加熱する高周波加熱コイルとを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載の接合装置。

【請求項6】

前記高周波加熱コイルによる前記ろう材の加熱後、前記第１管材と前記第２管材との接続状態の良否判定を行う良否判定装置を備えた
ことを特徴とする請求項５記載の接合装置。

【請求項7】

治具に、第１管材の接続部分側を支持させ、
管材支持ロボットに、接続部分が前記第１管材の接続部分に挿入された第２管材の、当該接続部分以外の部分を支持させ、
前記第１管材が前記治具により支持され、前記第２管材が前記管材支持ロボットにより支持された状態で、前記接続部分に対して母材を溶かして接合を行う
ことを特徴とする接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、２つの管材の接続部分を接合するための接合装置及び接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

２つの管材を接続する方法の一つとして、ろう付けによる接続方法が挙げられる。ろう付けでは、バーナ等を用いて２つの管材の接続部分を均一に加熱できないと、ろう材の溶け方にムラが生じ、精度のよい接続が実現できない。そこで、ろう付けを行い易くするため、管材を支持する治具を用いている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

この治具は、ベース板と、ベース板に取付けられ、管材を支持可能な管材受けとから構成されている。治具は、２つの管材のうちの一方の管材における１点及び他方の管材における１点の少なくとも２点を支持する必要があり、管材受けを複数有している。なお、治具が支持する上記２点のうちの１点は、上記接続部分である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平２－１８０５４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、従来の治具は、２つの管材のうちの一方の管材における１点及び他方の管材における１点の少なくとも２点を支持する必要があり、部品点数が多くなる。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来構成に対し、治具の部品点数を削減可能な接合装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る接合装置は、第１管材の接続部分側を支持可能な治具と、接続部分が第１管材の接続部分に挿入される第２管材の、当該接続部分以外の部分を支持可能な管材支持ロボットとを備え、第１管材が治具により支持され、第２管材が管材支持ロボットにより支持された状態で、接続部分に対して母材を溶かして接合を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、上記のように構成したので、従来構成に対し、治具の部品点数を削減可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係るろう付け装置の構成例を示す図である。

【図2】実施の形態１に係るろう付け装置によるろう付けで得られる管材ユニットの構成例を示す分解斜視図である。

【図3】図３Ａ～図３Ｃは、実施の形態１に係るろう付け装置によるろう付けの工程例を示す斜視図である。

【図4】図４Ａ、図４Ｂは、実施の形態１における管材受けの構成例を示す斜視図である。

【図5】図５Ａ～図５Ｄは、実施の形態１における管材受けの構成例を示す斜視図である。

【図6】図６Ａ、図６Ｂは、実施の形態１における管材受けの構成例を示す斜視図である。

【図7】実施の形態１に係るろう付け装置の動作例を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態１における高周波加熱コイルによるろう付けを説明する図である。

【図9】図９Ａ～図９Ｃは、実施の形態１における良否判定装置による良否判定を説明する図である。

【図10】図１０Ａ～図１０Ｃは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第１工程）を示す図である。

【図11】図１１Ａ、図１１Ｂは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第１工程）を示す図である。

【図12】図１２Ａ、図１２Ｂは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第１工程）を示す図である。

【図13】実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第１工程）を示す図である。

【図14】図１４Ａ～図１４Ｃは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第２工程）を示す図である。

【図15】図１５Ａ、図１５Ｂは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第２工程）を示す図である。

【図16】図１６Ａ～図１６Ｃは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第２工程）を示す図である。

【図17】実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第２工程）を示す図である。

【図18】図１８Ａ～図１８Ｃは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第３工程）を示す図である。

【図19】図１９Ａ、図１９Ｂは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第３工程）を示す図である。

【図20】図２０Ａ、図２０Ｂは、実施の形態１におけるろう付け装置の動作例（第３工程）を示す図である。

【図21】図２１Ａ、図２１Ｂは、実施の形態１におけるろう付け装置の別の構成例（治具が複数設けられた構成）を示す図である。

【図22】図２２Ａ、図２２Ｂは、実施の形態１におけるロボットのハードウェア構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るろう付け装置（接合装置）の構成例を示す図である。
ろう付け装置は、２つの管材１００である管材（第１管材）１００ａ及び管材（第２管材）１００ｂの接続部分に対してろう付けを行う。

【0011】

以下では、ろう付け装置が、ろう付けにより図２に示す管材ユニット１０１を得る場合を示す。図２に示す管材ユニット１０１は、４つの管材１００－１～１００－４から構成されている。また、ろう付け装置は、図３に示す３つの工程（第１工程～第３工程）に分けて、４つの管材１００－１～１００－４に対するろう付けをそれぞれ行うことで、１つの管材ユニット１０１を得る。

【0012】

なお、管材１００ａ及び管材１００ｂは、工程毎に、ろう付けが行われる２つの管材１００をそれぞれ指す。
例えば、図３Ａに示す第１工程では、管材１００－１が管材１００ａとなり、管材１００－２が管材１００ｂとなる。また、図３Ｂに示す第２工程では、管材１００－５（ろう付け後の管材１００－１，１００－２）が管材１００ａとなり、管材１００－３が管材１００ｂとなる。また、図３Ｃに示す第３工程では、管材１００－６（ろう付け後の管材１００－１～１００－３）が管材１００ａとなり、管材１００－４が管材１００ｂとなる。

【0013】

また、例えば図２に示すように、管材１００ａ（図２では管材１００－１）は、少なくとも一部の端部に大径部１００１を有する。大径部１００１は、管材１００ａの他の部分に対して径が大きく構成され、管材１００ｂの端部を挿入可能な径に構成されている。図２では、管材１００－１がＴ継手であり、管材１００－１の各端部にそれぞれ大径部１００１が設けられ、各管材１００－２～１００－４の端部をそれぞれ挿入可能に構成されている。また、管材１００ａは、内壁において、大径部１００１とその他の部分との間に段差が設けられており、この段差がストッパ部として機能する。ストッパ部は、管材１００ｂの挿入を規制する。そして、管材１００ａの一端と、当該一端に挿入された管材１００ｂの一端との重なる部分が、ろう付けにより接続される部分（接続部分）となる。

【0014】

また、管材１００ａの接続部分又は管材１００ｂの接続部分には、事前に、作業者等によりリング状のろう材１０２（図２では不図示）が取付けられる。

【0015】

ろう付け装置は、図１に示すように、治具１、ロボット２、ロボット３、高周波加熱コイル４及び良否判定装置５（不図示）を備えている。なお図１に示すろう付け装置では、ロボット２が、治具組立てロボット、管材取付けロボット及び管材支持ロボットとして機能し、ロボット３が、管材取付けロボット及び管材支持ロボットとして機能する。

【0016】

治具１は、管材１００ａの接続部分側を支持可能に構成されている。治具１は、図１に示すように、ベース板１１及びシャフト１２を有している。

【0017】

ベース板１１は、シャフト１２を固定する。

【0018】

シャフト１２は、先端に、管材受け１２１を有している。管材受け１２１は、管材１００ａの接続部分を支持可能に構成されている。この管材受け１２１の種別としては、例えば、図４に示すＴ継手用、図５に示すクランプ型及び図６に示すＶ字型等が挙げられる。

【0019】

また、シャフト１２は、長さが調整可能に構成されていてもよい（図１０等参照）。図１０等では、シャフト１２は、管材受け１２１を根元側から引き上げ可能に構成され、また、管材受け１２１が根元側に対して所定の向きに回転（図１０等では９０度回転）されることで長さを固定可能に構成されている。

【0020】

図１では、ベース板１１及びシャフト１２は別体に構成され、シャフト１２は根元がベース板１１に取付け可能に構成されている。
図１では、ベース板１１が電磁石（電磁チャック）により構成され、シャフト１２が磁性体等により構成されている。このベース板１１は、電流が流されることで磁力を生じ、この磁力によってベース板１１上に置かれたシャフト１２を固定する。

【0021】

ロボット２は、治具組立てロボットとして機能する。すなわち、ロボット２は、シャフト１２をベース板１１上の指定された位置に指定された軸周りの角度で取付ける。また、ロボット２は、シャフト１２の長さが指定されている場合、シャフト１２を指定された長さに調整する。

【0022】

ロボット２で用いられる治具組立てに関するプログラムは、例えば、管材１００ａ及び管材１００ｂのモデルを示す３ＤＣＡＤデータに基づいて、管材１００ａ及び管材１００ｂの重心の位置を演算し、当該重心の位置を考慮して最適な支持箇所及び支持角度を演算することで、作成可能である。なお、１つのベース板１１上に複数の治具１を配置する場合、上記プログラムに対し、ロボット２がシャフト１２の配置をしていく過程で、既に配置したシャフト１２と干渉することがないように、ロボット２の動きを確認するシミュレーションが必要である。

【0023】

また、ロボット２は、管材支持ロボットとしても機能する。すなわち、ロボット２は、治具１及びロボット２が管材１００の支持を行う場合、管材１００ｂの接続部分以外の部分を支持する。一方、ロボット２は、治具１、ロボット２及びロボット３が管材１００の支持を行う場合、管材１００ａ及び管材１００ｂのうちの一方の接続部分以外の部分を支持する。
シャフト１２が有する管材受け１２１と、ロボット２が有するアームとの位置関係は、管材１００ａ及び管材１００ｂの支持箇所に応じて設定される。管材１００ａ及び管材１００ｂの支持箇所は、例えば、管材１００ａ及び管材１００ｂのモデルを示す３ＤＣＡＤデータに基づいて、管材１００ａ及び管材１００ｂの重心の位置を演算し、当該重心の位置を考慮して演算可能である。

【0024】

また、ロボット２は、管材取付けロボットとしても機能する。すなわち、ロボット２は、管材１００ａ又は管材１００ｂのうちの少なくとも一方の取付けを行う。

【0025】

ロボット３は、管材支持ロボットとして機能する。すなわち、ロボット３は、治具１及びロボット３が管材１００の支持を行う場合、管材１００ｂの接続部分以外の部分を支持する。一方、ロボット３は、治具１、ロボット２及びロボット３が管材１００の支持を行う場合、管材１００ａ及び管材１００ｂのうちの他方の接続部分以外の部分を支持する。
シャフト１２が有する管材受け１２１と、ロボット３が有するアームとの位置関係は、管材１００ａ及び管材１００ｂの支持箇所に応じて設定される。管材１００ａ及び管材１００ｂの支持箇所は、例えば、管材１００ａ及び管材１００ｂのモデルを示す３ＤＣＡＤデータに基づいて、管材１００ａ及び管材１００ｂの重心の位置を演算し、当該重心の位置を考慮して演算可能である。

【0026】

また、ロボット３は、管材取付けロボットとしても機能する。すなわち、ロボット３は、管材１００ａ又は管材１００ｂのうちの少なくとも一方の取付けを行う。

【0027】

ロボット２及びロボット３のうちの少なくとも一方によって、治具１により管材１００ａの接続部分側が支持され、管材１００ａの接続部分に管材１００ｂの接続部分が挿入された状態とされる。

【0028】

高周波加熱コイル４は、管材１００ａの接続部分に管材１００ｂの接続部分が挿入された状態で、ろう材１０２を加熱する。これにより、高周波加熱コイル４は、ろう材１０２を溶かし、管材１００ａと管材１００ｂとを接続させる。高周波加熱コイル４の動作条件（加熱温度及び加熱時間等）は事前に設定される。

【0029】

良否判定装置５は、高周波加熱コイル４によるろう材１０２の加熱後、管材１００ａと管材１００ｂとの接続状態の良否判定を行う。良否判定装置５は、例えば撮像装置５１（不図示）及び良否判定部５２（不図示）を有している。

【0030】

撮像装置５１は、高周波加熱コイル４によるろう材１０２の加熱後、管材１００ａと管材１００ｂとの接続部分を全周に渡って撮像する。
良否判定部５２は、撮像装置５１による撮像結果に基づいて、管材１００ａと管材１００ｂとの接続状態の良否判定を行う。

【0031】

なお上記では、ロボット２が、治具組立てロボット、管材取付けロボット及び管材支持ロボットとして機能し、ロボット３が、管材取付けロボット及び管材支持ロボットとして機能する場合を示した。
しかしながら、治具組立てロボット、管材取付けロボット及び管材支持ロボットの組合せはこれに限らず、上記の各ロボットは、各々独立したロボットとして構成されていてもよいし、複数組合せられて単一又は複数のロボットとして構成されていてもよい。

【0032】

次に、図１に示す実施の形態１に係るろう付け装置の動作例について、図７を参照しながら説明する。以下では、ロボット２が治具組立てロボットとして動作し、ロボット３が管材取付けロボット及び管材支持ロボットとして動作する場合を示す。なお、管材１００ａの一端（接続部分）又は管材１００ｂの一端（接続部分）には、事前に、作業者等によりリング状のろう材１０２が取付けられている。

【0033】

図１に示す実施の形態１に係るろう付け装置の動作例では、図７に示すように、まず、ロボット２は、治具１の組立てを行う（ステップＳＴ７０１）。なお、ろう付けに用いられるシャフト１２は、事前に、作業者等によりシャフト置き場６に置かれている。

【0034】

この場合、まず、ロボット２は、例えば撮像装置（不図示）を用いてシャフト置き場６を撮像し、その画像から指定されたシャフト１２を認識し、当該シャフト１２の先端側（管材受け１２１）を掴む。
そして、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側から引き上げることで、シャフト１２を指定された長さに調整する。そして、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側に対して所定の向きに回転させることで、シャフト１２の長さを固定する。
そして、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２を引き上げることでシャフト置き場６から取出し、当該シャフト１２をベース板１１上の指定された位置に指定された軸周りの角度で置く。
なお、ベース板１１は、電流が流されることで磁力を発生し、ロボット２がシャフト１２をベース板１１へ置くことで、この磁力によりシャフト１２がベース板１１に固定される。

【0035】

次いで、ロボット３は、管材１００ａの接続部分を治具１に支持させる（ステップＳＴ７０２）。なお、管材１００ａは、事前に、作業者等によって管材置き場７に指定された位置及び指定された向きで仮置きされている。この際、ろう付け装置は、例えば、プロジェクタ、ディスプレイ又はＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）ゴーグルを用いて、作業者等に対し、管材１００ａを置く位置及び向きを大まかに指示してもよい。

【0036】

この場合、まず、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて管材置き場７を撮像し、その画像から指定された管材１００ａを認識し、当該管材１００ａのうちの指定された箇所を指定された角度で把持する。この際、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて自身のアームを撮像し、その画像から管材１００ａの把持状態を確認し、把持箇所及び把持角度の調整を行ってもよい。
そして、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて治具１を撮像し、その画像からシャフト１２が有する管材受け１２１の位置を特定し、把持している管材１００ａの接続部分を当該管材受け１２１に支持させる。

【0037】

次いで、ロボット３は、管材１００ｂの接続部分以外の部分を掴み、管材１００ｂの接続部分を管材１００ａの接続部分に挿入する（ステップＳＴ７０３）。なお、管材１００ｂは、事前に、作業者等によって管材置き場７に指定された位置及び指定された向きで仮置きされている。この際、ろう付け装置は、例えば、プロジェクタ、ディスプレイ又はＡＲゴーグルを用いて、作業者等に対し、管材１００ｂの置く位置及び向きを大まかに指示してもよい。

【0038】

この場合、まず、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて管材置き場７を撮像し、その画像から指定された管材１００ｂを認識し、当該管材１００ｂのうちの指定された箇所（接続部分以外の部分）を指定された角度で把持する。この際、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて自身のアームを撮像し、その画像から管材１００ｂの把持状態を確認し、把持箇所及び把持角度の調整を行ってもよい。
そして、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて治具１を撮像し、その画像からシャフト１２が有する管材受け１２１の位置を特定し、把持している管材１００ｂの接続部分を当該管材受け１２１に支持されている管材１００ａの接続部分に挿入する。
また、これにより、ロボット３は、管材１００ｂの接続部分以外の部分を支持する。

【0039】

なお、管材１００ａ及び管材１００ｂは、加工精度により、３ＤＣＡＤデータが示すモデルに対してずれが生じる場合がある。そこで、ロボット３は、例えば撮像装置（不図示）を用いて管材１００ａ及び管材１００ｂの接続部分を撮像し、その画像から３ＤＣＡＤデータが示すモデルとのずれを検出し、管材１００ａへの管材１００ｂの挿入状態を微調整してもよい。また、ロボット３は、例えば触覚センサ又は圧力センサ等のセンサを用い、管材１００ａへの管材１００ｂの挿入状態の良否を判定して微調整してもよい。

【0040】

次いで、高周波加熱コイル４は、管材１００ａの接続部分に管材１００ｂの接続部分が挿入された状態で、ろう材１０２を加熱する（ステップＳＴ７０４）。なお、高周波加熱コイル４は、管材１００ａ，１００ｂのセットが完了した後、コイル部分を自動で上記接続部分の位置まで移動する。そして、図８に示すように、高周波加熱コイル４は、リング状のろう材１０２を溶かして、当該ろう材１０２を管材１００ａと管材１００ｂとの間に流し込ませてフィレットを形成させることで、管材１００ａと管材１００ｂとの接続を行う。その後、加熱終了時はコイル部分の温度が直ぐに下がらないため、高周波加熱コイル４は、コイル部分を自動で上記接続部分から離す。

【0041】

なお、ステップＳＴ７０１におけるロボット２による治具１の組立て処理と、ステップＳＴ７０２～７０４におけるロボット３による管材１００の取付け処理及び高周波加熱コイル４によるろう付け処理は、順番に実施してもよいし並行して実施してもよい。

【0042】

次いで、良否判定装置５は、管材１００ａと管材１００ｂとの接続状態の良否判定を行う（ステップＳＴ７０５）。すなわち、例えば、撮像装置５１は、高周波加熱コイル４によるろう材１０２の加熱後、管材１００ａと管材１００ｂとの接続部分を全周に渡って撮像する。そして、良否判定部５２は、図９に示すように、撮像装置５１による撮像結果に基づいて、管材１００ａと管材１００ｂとの接続状態の良否判定を行う。この際、良否判定部５２は、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）等による技術を用いて、上記良否判定を行ってもよい。なお、図９Ａは管材１００ａと管材１００ｂとの接続状態が良好である場合を示し、図９Ｂ，９Ｃは管材１００ａと管材１００ｂとの接続状態が良好ではない場合を示している。図９Ｂは、接続部分のうちの一部を取除いた状態を示しており、当該接続部分のうちの一部にフィレットがなく内部が途切れている状態を示している。図９Ｃは、フィレットが多く、接続部分の外周面にまで垂れている状態を示している。

【0043】

このステップＳＴ７０５において、良否判定装置５が接続状態が不良であると判定した場合、例えばその旨が外部に通知される。
一方、ステップＳＴ７０５において、良否判定装置５が接続状態が良好であると判定した場合、ろう付け後の管材１００が、ろう付け装置又は作業者等により治具１及びロボット２から取外され、例えば管材置き場７に置かれる。また、シャフト１２は、作業者等によりベース板１１から取外され、例えばシャフト置き場６に置かれる。

【0044】

次に、図１に示す実施の形態１に係るろう付け装置によるろう付けの具体例について、図１０～２０を用いて説明する。なお、各工程で用いられるシャフト１２は、事前に、作業者等によりシャフト置き場６に置かれている。図１０では、シャフト置き場６に、Ｔ継手用のシャフト１２及びクランプ型のシャフト１２が置かれている。

【0045】

ろう付け装置によるろう付けの具体例では、まず、ろう付け装置は、第１工程として、管材１００－１及び管材１００－２に対するろう付けを行う。なお、第１工程で用いられる管材１００－１及び管材１００－２は、事前に、作業者等により管材置き場７に置かれている。

【0046】

第１工程では、まず、ロボット２は、管材１００－１を支持するための治具１を組立てる。

【0047】

この場合、まず、図１０Ａに示すように、ロボット２は、シャフト置き場６に置かれたシャフト１２のうち、Ｔ継手用のシャフト１２の先端側（管材受け１２１）を掴む。そして、図１０Ｂに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側から引き上げることで、シャフト１２を指定された長さに調整する。そして、図１０Ｃに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側に対して９０度回転させることで、シャフト１２の長さを固定する。

【0048】

そして、図１１Ａに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２を引き上げることでシャフト置き場６から取出し、当該シャフト１２をベース板１１上の指定された位置に指定された軸周りの角度で置く。
なお、ベース板１１は、電流が流されることで磁力を発生し、ロボット２がシャフト１２をベース板１１へ置くことで、この磁力によりシャフト１２がベース板１１に固定される。また、ベース板１１上には、高周波加熱コイル４が置かれている。

【0049】

次に、ロボット３は、管材１００－１を治具１に支持させる。

【0050】

この場合、まず、図１１Ｂに示すように、ロボット３は、管材置き場７に置かれた管材１００のうち、指定された管材１００－１の指定された箇所を、指定された角度で把持する。
そして、図１２Ａに示すように、ロボット３は、把持している管材１００－１の接続部分を、ベース板１１上に取付けられたシャフト１２が有する管材受け１２１に支持させる。

【0051】

次に、ロボット３は、管材１００－２の接続部分以外の部分を掴み、当該管材１００－２の接続部分を管材１００－１の接続部分に挿入する。

【0052】

この場合、まず、図１２Ｂに示すように、ロボット３は、管材置き場７に置かれた管材１００のうち、指定された管材１００－２の指定された箇所（接続部分以外の部分）を、指定された角度で把持する。
そして、図１３に示すように、ロボット３は、把持している管材１００－２の接続部分を、ベース板１１上に取付けられたシャフト１２が有する管材受け１２１に支持されている管材１００－１の接続部分に挿入する。
また、これにより、ロボット３は、管材１００－２の接続部分以外の部分を支持する。

【0053】

次に、高周波加熱コイル４は、管材１００－１の接続部分に管材１００－２の接続部分が挿入された状態で、ろう材１０２を加熱する。これにより、高周波加熱コイル４は、ろう材１０２を溶かし、管材１００－１と管材１００－２とを接続させる。これにより、ろう付け装置は、管材１００－５を得る。

【0054】

なお図１０～１３では、ロボット２による治具１の組立て処理と、ロボット３による管材１００の取付け処理及び高周波加熱コイル４によるろう付け処理とを、並行して実施している。

【0055】

次に、良否判定装置５は、管材１００－５の接続状態の良否判定を行う。

【0056】

そして、良否判定装置５が接続状態が不良であると判定した場合、例えばその旨が外部に通知される。
一方、良否判定装置５が接続状態が良好であると判定した場合、ろう付け後の管材１００－５は、作業者等により治具１及びロボット２から取外され、管材置き場７に置かれる。また、シャフト１２は、作業者等によりベース板１１から取外される。

【0057】

次いで、ろう付け装置は、第２工程として、管材１００－５及び管材１００－３に対するろう付けを行う。なお、第２工程で用いられる管材１００－５及び管材１００－３は、事前に、作業者等により管材置き場７に置かれている。

【0058】

第２工程では、まず、ロボット２は、管材１００－５を支持するための治具１を組立てる。

【0059】

この場合、まず、図１４Ａに示すように、ロボット２は、シャフト置き場６に置かれたシャフト１２のうち、クランプ型のシャフト１２の先端側（管材受け１２１）を掴む。そして、図１４Ｂに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側から引き上げることで、シャフト１２を指定された長さに調整する。そして、図１４Ｃに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側に対して９０度回転させることで、シャフト１２の長さを固定する。

【0060】

そして、図１５Ａに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２を引き上げることでシャフト置き場６から取出し、当該シャフト１２をベース板１１上の指定された位置に指定された軸周りの角度で置く。これにより、シャフト１２がベース板１１に固定される。

【0061】

次に、ロボット３は、管材１００－５の接続部分以外の部分を掴み、当該管材１００－５を治具１に支持させる。

【0062】

この場合、まず、図１５Ｂに示すように、ロボット３は、管材置き場７に置かれた管材１００のうち、指定された管材１００－５の指定された箇所（接続部分以外の部分）を、指定された角度で把持する。
そして、図１６Ａに示すように、ロボット３は、把持している管材１００－５の接続部分を、ベース板１１上に取付けられたシャフト１２が有する管材受け１２１に支持させる。クランプ型のシャフト１２は、図１６Ｂ，１６Ｃに示すように、ロボット３により挿入された管材１００－５を挟み込んで支持する。なお、クランプ型のシャフト１２は、自動で開閉機構を動作させて管材１００－５の挟み込みを行う。
また、これにより、ロボット３は、管材１００－５の接続部分以外の部分を支持する。

【0063】

次に、ロボット２は、管材１００－３の接続部分以外の部分を掴み、当該管材１００－３の接続部分を管材１００－５の接続部分に挿入する。

【0064】

この場合、まず、図１６Ａに示すように、ロボット２は、管材置き場７に置かれた管材１００のうち、指定された管材１００－３の指定された箇所（接続部分以外の部分）を、指定された角度で把持する。
そして、図１７に示すように、ロボット２は、把持している管材１００－３の接続部分を、ベース板１１上に取付けられたシャフト１２が有する管材受け１２１に支持されている管材１００－５の接続部分に挿入する。
また、これにより、ロボット２は、管材１００－３の接続部分以外の部分を支持する。

【0065】

次に、高周波加熱コイル４は、管材１００－５の接続部分に管材１００－３の接続部分が挿入された状態で、ろう材１０２を加熱する。これにより、高周波加熱コイル４は、ろう材１０２を溶かし、管材１００－５と管材１００－３とを接続させる。これにより、ろう付け装置は、管材１００－６を得る。

【0066】

次に、良否判定装置５は、管材１００－６の接続状態の良否判定を行う。

【0067】

そして、良否判定装置５が接続状態が不良であると判定した場合、例えばその旨が外部に通知される。
一方、良否判定装置５が接続状態が良好であると判定した場合、ろう付け後の管材１００－６は、作業者等により治具１、ロボット２及びロボット３から取外され、管材置き場７に置かれる。また、シャフト１２は、作業者等によりベース板１１から取外される。

【0068】

次いで、ろう付け装置は、第３工程として、管材１００－６及び管材１００－４に対するろう付けを行う。なお、第３工程で用いられる管材１００－６及び管材１００－４は、事前に、作業者等により管材置き場７に置かれている。

【0069】

第３工程では、まず、ロボット２は、管材１００－６を支持するための治具１を組立てる。

【0070】

この場合、まず、図１８Ａに示すように、ロボット２は、シャフト置き場６に置かれたシャフト１２のうち、Ｖ字型のシャフト１２の先端側（管材受け１２１）を掴む。そして、図１８Ｂに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側から引き上げることで、シャフト１２を指定された長さに調整する。そして、図１８Ｃに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２の先端側を根元側に対して９０度回転させることで、シャフト１２の長さを固定する。

【0071】

そして、図１９Ａに示すように、ロボット２は、掴んでいるシャフト１２を引き上げることでシャフト置き場６から取出し、当該シャフト１２をベース板１１上の指定された位置に指定された軸周りの角度で置く。これにより、シャフト１２がベース板１１に固定される。

【0072】

次に、ロボット２は、管材１００－６の接続部分以外の部分を掴み、当該管材１００－６を治具１に支持させる。

【0073】

この場合、まず、図１９Ｂに示すように、ロボット２は、管材置き場７に置かれた管材１００のうち、指定された管材１００－６の指定された箇所（接続部分以外の部分）を、指定された角度で把持する。
そして、図２０Ａに示すように、ロボット２は、把持している管材１００－６の接続部分を、ベース板１１上に取付けられたシャフト１２が有する管材受け１２１に支持させる。
また、これにより、ロボット２は、管材１００－６の接続部分以外の部分を支持する。

【0074】

次に、ロボット３は、管材１００－４の接続部分以外の部分を掴み、当該管材１００－４の接続部分を管材１００－６の接続部分に挿入する。

【0075】

この場合、まず、図２０Ａに示すように、ロボット３は、管材置き場７に置かれた管材１００のうち、指定された管材１００－４の指定された箇所（接続部分以外の部分）を、指定された角度で把持する。
そして、図２０Ｂに示すように、ロボット３は、把持している管材１００－４の接続部分を、ベース板１１上に取付けられたシャフト１２が有する管材受け１２１に支持されている管材１００－６の接続部分に挿入する。
また、これにより、ロボット３は、管材１００－４の接続部分以外の部分を支持する。

【0076】

次に、高周波加熱コイル４は、管材１００－６の接続部分に管材１００－４の接続部分が挿入された状態で、ろう材１０２を加熱する。これにより、高周波加熱コイル４は、ろう材１０２を溶かし、管材１００－６と管材１００－４とを接続させる。これにより、ろう付け装置は、管材ユニット１０１を得る。

【0077】

次に、良否判定装置５は、管材ユニット１０１の接続状態の良否判定を行う。

【0078】

そして、良否判定装置５が接続状態が不良であると判定した場合、例えばその旨が外部に通知される。
一方、良否判定装置５が接続状態が良好であると判定した場合、ろう付け後の管材ユニット１０１は、作業者等により治具１、ロボット２及びロボット３から取外され、管材置き場７に置かれる。また、シャフト１２は、作業者等によりベース板１１から取外される。

【0079】

また上記では、１つのベース板１１上に１つのシャフト１２が取付けられる場合を示した。しかしながら、これに限らず、ろう付けを行う管材１００の構造によっては、１つのベース板１１上に複数のシャフト１２が取付けられる場合もある。図２１は、１つのベース板１１上に２つのシャフト１２が取付けられた場合を示している。

【0080】

ここで、実施の形態１に係るろう付け装置では、治具１が管材１００ａの接続部分側を支持し、管材支持ロボットが管材１００ｂの接続部分以外の部分を支持する。このように、実施の形態１に係るろう付け装置では、治具１は、最小で、管材１００ａの接続部分側の１点のみを支持すれば足りるため、従来構成に対して部品点数を削減可能である。

【0081】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、管材支持ロボットは、管材１００ｂの接続部分以外の部分を支持しており、すなわち、上記接続部分から離れた部分を支持する。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、上記接続部分に対するろう付けにおいて管材支持ロボットの加熱を回避可能であり、管材支持ロボットとして汎用ロボットを使用可能となる。すなわち、管材支持ロボットは、耐熱性を有する専用のロボットである必要はない。

【0082】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、管材支持ロボットは、管材１００ｂの把持を行うだけでよく、動きが単純であり、制御が容易となる。

【0083】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、治具組立てロボットが治具１の組立てを行う。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、作業者はシャフト１２をシャフト置き場６に置くだけでよく、治具１の組立て間違えを回避可能となる。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、作業者が手で治具１の組立てを行う場合に対し、治具１の組立て精度が向上する。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、治具１の保管も標準部品（ベース板１１及びシャフト１２）の保管で済むため、省スペース化が実現できる。

【0084】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、作業者が手で治具１を組立てる際に参照していた組立て要領書の作成が不要となる。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、例えば、ある工程で管材取付けロボットが管材１００の取付けを行って高周波加熱コイル４がろう付けを行っている間に、治具組立てロボットが次工程の治具１の組立てを行うことが可能である。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、従来構成に対し、作業時間を短縮可能となる。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、治具組立てロボットが用いているプログラムを共有することで、他の場所でも治具１の組立てを容易に再現可能であり、また、改造も容易となる。

【0085】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、量産用として使用可能である場合、一品一葉の治具１を製作する必要なくなり、治具１の製作時間をなくすことができ、また、治具１の保管場所及び管理も不要となる。

【0086】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、管材取付けロボットが、管材１００の取付けを行う。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、作業者による管材１００の取付け作業が不要となる。

【0087】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、管材取付けロボットは、例えば撮像装置を用いて管材置き場７に仮置きされた管材１００を認識して、当該管材１００の把持を行う。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、管材１００の取り間違えを回避可能となる。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、管材１００の加工間違えがある場合にもこれを検出可能となる。

【0088】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、高周波加熱コイル４を用いてろう付けを行う。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、ろう付け技能を有していない作業者であっても作業が可能となる。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、高周波加熱コイル４の出力制御により加熱温度の制御が可能となり、管材１００に取付けられたリング状のろう材１０２を均一に加熱可能となり、従来構成に対して気温又は作業者等によるろう付けのバラツキを低減可能となる。また、実施の形態１に係るろう付け装置では、高周波加熱コイル４を用いることで、従来構成のようなガスを用いたバーナは不要であり、ガス漏れ等を回避可能となる。

【0089】

また、実施の形態１に係るろう付け装置では、良否判定装置５が、ろう付け後の管材１００の接続状態の良否判定を行う。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置では、ろう付けによる不良を検出可能となる。

【0090】

なお図１では、シャフト１２が、長さが調整可能に構成された場合を示した。しかしながら、これに限らず、シャフト１２は、長さが固定されていてもよい。
また図１では、シャフト１２が、ベース板１１とは別体に構成された場合を示した。しかしながら、これに限らず、シャフト１２は、ベース板１１に一体に構成されていてもよい（位置固定）。

【0091】

また図１では、治具組立てロボットが治具１の組立てを自動で行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、治具１の組立ては、作業者が行ってもよい。

【0092】

また図１では、管材取付けロボットが管材１００の取付けを自動で行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、管材１００の取付けは、作業者が行ってもよい。

【0093】

また図１では、高周波加熱コイル４が管材１００の接続部分に対するろう付けを自動で行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、管材１００の接続部分に対するろう付けは、作業者が行ってもよい。

【0094】

以上のように、この実施の形態１によれば、ろう付け装置は、管材１００ａの接続部分側を支持可能な治具１と、接続部分が管材１００ａの接続部分に挿入される管材１００ｂの、当該接続部分以外の部分を支持可能な管材支持ロボットとを備えた。これにより、実施の形態１に係るろう付け装置は、従来構成に対し、治具１の部品点数を削減可能となる。

【0095】

なお上記では、接合装置が、２つの管材１００の接続部分に対してろう付けを行うためのろう付け装置である場合を示した。しかしながら、これに限らず、接合装置は、２つの管材１００の接続部分に対して母材を溶かして接合するための装置であればよく、例えば溶接により接合を行う溶接装置でもよい。

【0096】

なお、実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【0097】

最後に、図２２を参照して、実施の形態１におけるロボット２のハードウェア構成例を説明する。なおここでは、ロボット２のハードウェア構成例について示すが、ロボット３についても同様である。
ロボット２の各機能は、処理回路５０１により実現される。処理回路５０１は、図２２Ａに示すように、専用のハードウェアであってもよいし、図２２Ｂに示すように、メモリ５０３に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）５０２であってもよい。

【0098】

処理回路５０１が専用のハードウェアである場合、処理回路５０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。ロボット２の機能それぞれを処理回路５０１で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路５０１で実現してもよい。

【0099】

処理回路５０１がＣＰＵ５０２の場合、ロボット２の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ５０３に格納される。処理回路５０１は、メモリ５０３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、ロボット２は、処理回路５０１により実行されるときに、例えば図７に示した各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ５０３を備える。また、これらのプログラムは、ロボット２の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ５０３としては、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等が該当する。

【0100】

なお、ロボット２の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、治具組立てロボットについては専用のハードウェアとしての処理回路５０１でその機能を実現し、管材取付けロボット及び管材支持ロボットについては処理回路５０１がメモリ５０３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

【0101】

このように、処理回路５０１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

【符号の説明】

【0102】

１ 治具、２ ロボット、３ ロボット、４ 高周波加熱コイル、５ 良否判定装置、６ シャフト置き場、７ 管材置き場、１１ ベース板、１２ シャフト、５１ 撮像装置、５２ 良否判定部、１００ 管材、１００ａ 管材（第１管材）、１００ｂ 管材（第２管材）、１０１ 管材ユニット、１０２ ろう材、１２１ 管材受け、５０１ 処理回路、５０２ ＣＰＵ、５０３ メモリ、１００１ 大径部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】