JP2002336963A

JP2002336963A - 溶接トーチの搬送装置

Info

Publication number: JP2002336963A
Application number: JP2001140062A
Authority: JP
Inventors: Yuji Iwabuchi; 雄二岩渕
Original assignee: Misawa Ceramics Corp
Current assignee: Misawa Ceramics Corp
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-26
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: JP5010783B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軽くて取り扱いやすく、溶接に最適なウィー
ビング軌跡が得られる半自動アーク溶接機の溶接トーチ
の搬送装置を提供する。【解決手段】半自動アーク溶接機の溶接トーチＴを溶
接方向に自動搬送する溶接トーチの搬送装置において、
溶接トーチウィービング動作の振幅方向駆動を、従来の
ステッピングモータに代えて溶接トーチＴを前進後退さ
せるエアーシリンダ３２により行うようにし、軽量化及
びウィービング動作の安定化を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半自動アーク溶
接機の溶接トーチを溶接方向に自動搬送する溶接トーチ
の搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半自動アーク溶接機による溶接時
に、溶接トーチを溶接方向へ搬送しながら溶接方向に対
して左右に周期的に動かす、いわゆるウィービング動作
をさせながら自動溶接を可能にする溶接トーチの搬送装
置がある。この種搬送装置は、溶接時に溶接トーチをウ
ィービング動作させながら所定溶接方向へ搬送するため
の駆動を、溶接トーチを溶接方向へ搬送するモータと、
振幅方向へ動作させるモータとにより行っている。

【０００３】また、溶接方向へ精度よく移動させるた
め、センサ等による倣い機構や装置全体を移動案内する
ガイドレールを別部材として備えさせたりして、比較的
長い距離にも対応できるようにしている。

【０００４】前記溶接トーチを振幅方向へ動作させるモ
ータには、所要の駆動力を得るためと各種ウィービング
動作への汎用性を持たせるために、溶接トーチの振幅寸
法及び振幅方向への移動速度を容易に変更できるよう
に、一般にステッピングモータが用いられている。

【０００５】そしてワークに応じたウィービング動作が
得られるよう、例えば前記振幅方向への動作用モータと
して複数個用い、ウィービング動作を溶接トーチの振幅
方向と搬送方向の二方向に分解し、該二方向と対応する
二個のモータを制御装置により制御してそれぞれのモー
タによる溶接トーチの動きを合成し溶接トーチの動きが
曲線等複雑な動きにも対応できるようにしたりしてい
る。

【０００６】この種汎用性のある溶接トーチの搬送装置
は、溶接トーチを各種寸法の振幅方向へ精度よく動作設
定でき、任意のウィービング動作を得るために大きなモ
ータ、精密なモータが必要となり、また前記倣い機構等
も装備することにより、結果として搬送機全体が大型と
なり重量が嵩んだり高価になったりするため、次の例に
示す場合のように、工場の生産ライン上で同一溶接作業
を移動距離が短い、例えば１０ないし２０ｃｍ程度の範
囲で繰り返す専用機として利用する場合には取り扱いが
面倒である。

【０００７】例えば、プレハブ住宅の一種として、直方
体の建物ユニットを用いたユニット住宅に対して、この
種溶接トーチの搬送装置を使用する場合を示す。この建
物ユニットは、四本の鋼材製柱を四隅に立設し、それぞ
れの柱の上下端をそれぞれ鋼材製梁で連結して鋼材より
なる六面体を構成し、その六面体に外壁、内壁、間仕切
り壁等が取付けられ各種の内部仕上げ等が施されたもの
で、住宅の間取りにより各種寸法のものが形成される。
この建物ユニットは工場の生産ライン上で生産され、そ
の躯体となる鋼材製の六面体も通常同一のライン上で柱
や梁等の部材を組み付け、溶接で連結することにより形
成されている。

【０００８】前記六面体における各連結部の形状は、建
物ユニットが異なっても同じで溶接仕様も同じではある
が、梁の長さが建物ユニットによって異なるので、ライ
ン上を流れる建物ユニットによっては溶接作業位置がそ
の都度２〜３ｍ変動することがある。このように溶接作
業位置が大きく異なるものにあっては、ロボット溶接機
を使用することができないため、半自動溶接機と前記自
動搬送機を用いて自動溶接を行っている。しかしなが
ら、この場合には、各溶接作業位置に重い溶接トーチの
搬送装置を取付けたり外したりする着脱作業を一日に数
十回も行わねばならず、作業者への負担が非常に大き
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は前記の点に
鑑みなされたもので、同一溶接作業をワーク毎に交換し
て繰り返し実行するような溶接形態、即ち工場生産ライ
ン上で略専用機として利用する場合に好適な、軽くて取
り扱いやすい半自動アーク溶接機の溶接トーチの搬送装
置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は、半自動アーク溶接機の溶接トーチを溶接方向に自
動搬送する溶接トーチの搬送装置において、溶接トーチ
ウィービング動作の振幅方向駆動を、前記溶接トーチを
前進後退させるエアーシリンダにより行うことを特徴と
する。

【００１１】請求項２の発明は、半自動アーク溶接機の
溶接トーチを溶接方向に自動搬送する溶接トーチの搬送
装置において、溶接トーチウィービング動作の振幅方向
駆動を、モータによって回転し前記溶接トーチを前進後
退させるカムにより行うことを特徴とする。

【００１２】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
における溶接トーチの搬送装置において、溶接方向駆動
装置、振幅方向駆動装置、トーチホルダ等の溶接作業移
動部を構成する部材がワークへの引掛け部を形成した取
付部を有する基台に備えられて構成されていることを特
徴とする。

【００１３】さらに、請求項４の発明は、請求項３にお
ける溶接トーチの搬送装置が、建物ユニットの鋼材製梁
に引掛けて鋼材製柱へ鋼材製梁を溶接するものであるこ
とを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係る建
物ユニットに溶接トーチの搬送装置を取付けた状態を示
す斜視図、図２は溶接トーチの搬送装置の一実施例を示
す概略斜視図、図３は溶接トーチの搬送装置の一実施例
を示す正面図、図４は溶接トーチの搬送装置の一実施例
を示す底面図、図５は溶接トーチの搬送装置の他の実施
例を示す正面図、図６は溶接トーチの搬送装置の他の実
施例を示す底面図である。

【００１５】図１に示すように、この実施例における溶
接トーチの搬送装置（以下単に搬送装置と記すこともあ
る）１０は、建物ユニットの躯体となる鋼材製柱の上下
端を鋼材製梁（ワークＨ）の両端で連結して六面体にす
るため、各鋼材製梁の所定溶接位置に設置される。図１
においては、搬送装置１０を二台用いて二カ所の連結箇
所で溶接作業を同時に行っているが、搬送装置１０を所
要箇所数用いてそれらの溶接作業を同時に行ったり、搬
送装置１０を一台用いて順に他の溶接箇所へ移したりし
てもよい。

【００１６】前記溶接トーチの搬送装置１０は、図２な
いし図４に示すように、基台１１、溶接方向駆動装置２
０、振幅方向駆動装置３０、半自動アーク溶接機６５の
溶接トーチＴのためのトーチホルダ４０等の溶接作業移
動部、ワークＨ（鋼材製梁）への取付部４５、制御装置
６１とからなる。なお、半自動アーク溶接機６５に関し
ては、図からも解るように、溶接トーチＴ、制御装置を
内蔵した溶接電源６６、ワイヤ供給装置６７、ガスボン
ベ６８等からなる市販のものを用いることができる。図
において符号４３は把持部、６２は該搬送装置１０の適
宜箇所に取付けられるスイッチ部である。

【００１７】基台１１は、この搬送装置１０の前記溶接
作業部を構成する各装置を溶接作業時に所定位置に設置
するための台で、この例では板状のものとされ、その片
面に搬送装置１０の各装置が取付けられ、反対面がワー
クＨへの取付部４５とされている。前記取付部４５は、
ワークＨへの取付けに適した適宜構造・形状のものとさ
れ、実施例では、先端に側面視Ｊ字形状の引掛け部４６
を有するもので構成され、側面視チャンネル形状をした
鋼材製梁のフランジ部に前記引掛け部４６を単に引掛け
るようにすることにより搬送装置１０の取付け取り外し
が簡単に行えるようになっている。なお、前記取付部４
５の形状及び搬送装置１０の取付け姿勢を変えることに
より、この搬送装置１０をワークＨに対してどの姿勢で
も取付けることができる。

【００１８】溶接方向駆動装置２０は、溶接トーチＴを
溶接方向及びその反対方向（Ｘ方向）へ搬送する装置
で、前記基台１１に取付けられた溶接方向駆動モータ２
２と、該モータ２２の作動によって前記Ｘ方向へ往復動
可能に設けられた溶接方向可動部２１とよりなる。

【００１９】前記溶接方向駆動モータ２２は、正逆転が
できるとともに回転速度調整ができ、出力回転速度を減
速機により減速するようにされた公知のものであり、該
モータ２２の回転軸がＸ方向と直交する方向にされると
ともに、該回転軸にピニオン（図示せず）が取付けられ
ている。

【００２０】前記溶接方向可動部２１は、前記溶接方向
駆動モータ２２のピニオンと歯合して基台１１に対し平
行、かつ前記溶接方向及びその反対方向（Ｘ方向）方向
に往復移動するラック２３と、該ラック２３の両端に固
着された連結金物２７間に長方形板２５の架設された可
動部本体２６とで構成される。さらにこの実施例では、
前記溶接方向可動部２１が溶接トーチＴとともに安定し
てスムースに移動できるようにするため、前記ラック２
３と平行にガイドレール２４を基台１１に取付け、前記
ガイドレール２４に前記可動部本体２６の長方形板２５
がスライダ２４ａを介して摺動可能に支持されている。
符号２８は、基台１１側に固着され、前記ガイドレール
２４を支持する支持部である。

【００２１】振幅方向駆動装置３０は、溶接トーチＴを
前記溶接方向及び反対方向（Ｘ方向）とは略直交方向
（振幅方向；Ｙ方向）へ動かすためのもので、前記溶接
方向可動部２１の可動部本体２６に取付けられている。
この実施例の振幅方向駆動装置３０は、エアーシリンダ
３２によって駆動されるものである。前記エアーシリン
ダ３２は、前記溶接方向可動部２１の可動部本体２６に
Ｙ方向として固定され、該エアーシリンダ３２のピスト
ンロッド３３に直結された連結棒３４の先端側にトーチ
ホルダ４０が固定されている。なお、前記連結棒３４
は、前記溶接方向可動部２１の可動部本体２６に形成さ
れた連結棒摺動支持部３５に摺動可能に挿通されてい
る。

【００２２】前記振幅方向駆動装置３０は、実施例にお
いて、内径８ｍｍ、最大ストローク２５ｍｍからなる小
型のエアーシリンダ３２を使用し、振幅１５ｍｍでウィ
ービング動作できるように設定されている。前記エアー
シリンダ３２は、制御装置６１により作動するエア切換
弁により、ピストンロッド３３が振幅方向（Ｙ方向）に
前進後退するようにされており、既知のエア流量調節弁
により前進後退速度を調節している。

【００２３】また、前記エアシリンダ方式の振幅方向駆
動装置３０に代えて、図５及び６に示す搬送装置１０Ａ
のように、振幅方向駆動モータ５２で回転するカム５３
の作動により溶接トーチＴを振幅方向へ動かす振幅方向
駆動装置５０を用いることができる。なお、この例の搬
送装置１０Ａにおいて振幅方向駆動装置５０以外の部分
は、図１から図４に示した搬送装置１０と同様であり、
同一部分については同一符号を用いて示す。

【００２４】前記振幅方向駆動モータ５２は、回転速度
調節ができ、出力回転速度を減速機により減速すること
ができる公知のものとされ、該振幅方向駆動モータ５２
の出力軸（図示せず）に所要形状のカム５３が取付けら
れている。

【００２５】また、この実施例において、前記溶接方向
可動部２１の可動部本体２６に摺動可能に支持されて先
端にトーチホルダ４０の設けられた連結棒５４は、前記
トーチホルダ４０とは反対側の後端と、前記溶接方向可
動部２１の可動部本体２６に形成された連結棒摺動支持
部５５との間にコイルバネ５６が圧縮状態で配設され、
該コイルバネ５６の復元力によって、前記トーチホルダ
４０とともにカム５３側へ常時付勢されている。そし
て、前記連結棒５４の後端とカム５３の外周面が当接す
るようにされ、前記カム５３の回転により連結棒５４を
トーチホルダ４０とともに振幅方向（Ｙ方向）へ往復駆
動するようにされている。前記カム５３の形状、寸法及
び回転速度を適宜設定することにより、前記溶接方向駆
動装置２０の動きと振幅方向駆動装置５０の動きが一体
になって、トーチホルダ４０の動き（溶接トーチＴの軌
跡）を所要の動き（曲線もしくは直線のウィービング動
作等）にすることができる。

【００２６】前記両実施例におけるトーチホルダ４０
は、半自動アーク溶接機６５の溶接トーチＴを固定する
保持具で、溶接トーチＴの固定に適した適宜構造・形状
のものが用いられる。この実施例のトーチホルダ４０
は、溶接トーチＴのノズルが容易に着脱できるよう内部
を円筒状にし、円筒の内部所定位置内面にボールプラン
ジャ４１を取付け、トーチＴのノズル部の外周に設けた
円周状の溝（図示せず）にボールが嵌合して溶接トーチ
Ｔをトーチホルダ４０の所定位置に固定できるようにな
っている。

【００２７】また、前記両実施例における制御装置６１
は、溶接作業の開始と停止、搬送装置１０，１０Ａによ
る溶接トーチＴの搬送（Ｘ方向及びＹ方向共）の開始と
停止及び搬送方向の反転等を自動制御するものであり、
既知の電気制御機器若しくは圧縮空気制御機器が使用さ
れる。なお、自動溶接できない部分についても同じ溶接
機で半自動溶接できるよう、溶接機６５の制御に関して
は、切替えスイッチを設け、後記の作動又は半自動溶接
機としての作動（溶接トーチＴの手元スイッチによる溶
接の開始・停止、及び手動による溶接トーチの搬送）を
行えるようにするのが好ましい。

【００２８】次に、前記溶接トーチの搬送装置１０，１
０Ａの使用状態について説明する。まず、前記搬送装置
１０、１０Ａの取付部４５をワークＨの所定位置に引掛
けて取付け、前記トーチホルダ４０に溶接トーチＴを取
付ける。そして、前記制御装置６１のスイッチをＯＮに
すると、ガスの送出、溶接電源主回路のＯＮ、溶接ワイ
ヤの供給を始め、溶接トーチＴがワークＨの所定位置で
溶接作業を開始するとともに、前記振幅方向駆動装置３
０，５０及び溶接方向駆動装置２０が作動する。

【００２９】前記振幅方向駆動装置３０については、制
御装置６１によりエアーシリンダ装置３２のピストンロ
ッド３３が前後動を開始し、また前記振幅方向駆動装置
５０については、制御装置６１により振幅方向駆動モー
タ５２及びカム５３が回転し、それらによって前記連結
棒３４，５４が溶接トーチＴを振幅方向（Ｙ方向）に所
定範囲往復動させる。また、それとともに、前記溶接方
向駆動装置２０の溶接方向駆動モータ２２が回転してラ
ック２３の移動により溶接トーチＴが溶接方向（Ｘ方向
の一方向）に動く。これらによって溶接トーチＴの軌跡
は、溶接方向へ移動しながら溶接方向に対して左右方向
（振幅方向）に周期的に動くウィービング動作となる。

【００３０】そして、前記溶接トーチＴが溶接方向へ所
定寸法移動して、前記基台１１上に設けてある近接スイ
ッチ１６（１６ａ若しくは１６ｂ）によって溶接方向可
動部２１の移動方向端部の位置が感知されるとスイッチ
回路をＯＦＦにして、溶接ワイヤの供給停止、溶接電源
主回路のＯＦＦ、ガスの送出停止からなる溶接作業の停
止を行うとともに、前記溶接トーチＴの溶接方向及び振
幅方向の移動を停止する。その後、前記溶接方向駆動装
置２０の溶接方向駆動モータ２２のみを逆転させて、前
記溶接方向可動部２１を元の方向へ移動させる。前記溶
接方向可動部２１が元の位置に至り、前記基台１１上に
取付けてある他の近接スイッチ１６（１６ｂ若しくは１
６ａ）により溶接方向可動部２１の移動方向端部の位置
が感知されると、前記溶接方向駆動モータ２２を停止さ
せ、溶接方向可動部２１を元の位置に停止させる。

【００３１】

【発明の効果】以上図示し説明したように、請求項１の
発明の溶接トーチの搬送装置によれば、溶接トーチのウ
ィービング動作における振幅方向駆動をエアーシリンダ
により駆動するようにしたため、従来のステッピングモ
ータを用いる振幅方向駆動方法に比べ格段に軽量化する
ことができ、溶接トーチを自動搬送する搬送装置全体の
重量を軽くすることができる。したがって、作業者がこ
の発明の搬送装置を所定位置に取付けたり、他の位置に
移したりする際の着脱作業が容易になり、作業者の負担
を軽減することができる。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、溶接トー
チのウィービング動作における振幅方向の駆動をモータ
で回転するカムにより行うようにしたため、カムの形
状、寸法及び回転速度を調整することにより振幅方向へ
の動きを容易に調整することができ、溶接方向駆動装置
による溶接方向の動きと一体になって、溶接に最適なウ
ィービング軌跡を精度よく安定して描かせることができ
る。

【００３３】請求項３の発明によれば、トーチの溶接方
向移動やウィービング動作を行わせる溶接作業移動部を
構成する部材を基台に備えさせて、基台はワークへの引
掛け部を形成した取付部を設けたので、特に工場生産ラ
イン上で溶接移動距離が短くかつワークからの着脱によ
り同一溶接を繰り返す作業の場合、ワークに引掛け利用
できる場合に迅速且つ簡単に作業でき、使い勝手のよい
搬送装置とすることができる。

【００３４】さらに請求項４の発明によれば、溶接トー
チの搬送装置は、工場のライン上で順次送られてくる建
物ユニットの鋼材製梁に対する取付部を引掛け方式によ
り構成したため、頻繁に搬送装置の着脱が必要となる建
物ユニットの柱と梁の溶接に好適であり、搬送装置の軽
量性と相まって着脱作業が迅速且つ簡単に行えるので、
作業者の負担軽減効果とともに作業効率のよい搬送装置
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】建物ユニットにこの発明の一実施例に係る溶接
トーチの搬送装置を取付けた状態を示す斜視図である。

【図２】溶接トーチの搬送装置の一実施例を示す概略斜
視図である。

【図３】溶接トーチの搬送装置の一実施例を示す正面図
である。

【図４】溶接トーチの搬送装置の一実施例を示す底面図
である。

【図５】溶接トーチの搬送装置の他実施例を示す正面図
である。

【図６】溶接トーチの搬送装置の他実施例を示す底面図
である。

【符号の説明】

１０溶接トーチの搬送装置１１基台２０溶接方向駆動装置２２溶接方向駆動モータ３０振幅方向駆動装置３２エアーシリンダ３３ピストンロッド３４連結棒４０トーチホルダ５０振幅方向駆動装置５２モータ５３カム５４連結棒５６コイルバネ６５半自動アーク溶接機Ｔ溶接トーチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半自動アーク溶接機の溶接トーチを溶接
方向に自動搬送する溶接トーチの搬送装置において、溶接トーチウィービング動作の振幅方向駆動を、前記溶
接トーチを前進後退させるエアーシリンダにより行うこ
とを特徴とする溶接トーチの搬送装置。
【請求項２】半自動アーク溶接機の溶接トーチを溶接
方向に自動搬送する溶接トーチの搬送装置において、溶接トーチウィービング動作の振幅方向駆動を、モータ
によって回転し前記溶接トーチを前進後退させるカムに
より行うことを特徴とする溶接トーチの搬送装置。
【請求項３】請求項１又は２における溶接トーチの搬
送装置において、溶接方向駆動装置、振幅方向駆動装
置、トーチホルダ等の溶接作業移動部を構成する部材が
ワークへの引掛け部を形成した取付部を有する基台に備
えられて構成されていることを特徴とする溶接トーチの
搬送装置。
【請求項４】請求項３における溶接トーチの搬送装置
が、建物ユニットの鋼材製梁に引掛けて鋼材製柱へ鋼材
製梁を溶接するものであることを特徴とする溶接トーチ
の搬送装置。