JP2006281226A

JP2006281226A - ワイヤ送給装置

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Publication number: JP2006281226A
Application number: JP2005101213A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nishimura; 大西村; Rintaro Chinen; 林太郎知念
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】溶接用ワイヤの送給性を低下することなく、ワイヤ送給用ローラが設けられたトーチ本体の軽量化及び小型化を図ることができ、また、トーチ本体の動作範囲を拡大することができるワイヤ送給装置を提供する。
【解決手段】トーチ本体３とワイヤコンジットとから成る溶接用トーチに溶接用ワイヤを送給し、ワイヤ送給用モータとこのワイヤ送給用モータに連動する減速機とこの減速機に接続したワイヤ送給用ローラとを備え、これらが一体と成ったワイヤ送給装置において、ワイヤ送給用ローラとワイヤ送給用モータ２９及び減速機とを分離し、ワイヤ送給用ローラをトーチ本体３に設けてワイヤ送給用モータ及び減速機をトーチ本体が所望範囲内を移動できるようにする位置に設け、ワイヤ送給用モータの回転力を減速機を介してワイヤ送給用ローラに伝達するフレキシブルシャフト３１を備えたワイヤ送給装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接用ロボット等に用いられる改良されたワイヤ送給装置に関するものである。

今日、溶接の作業能率を向上させるために、溶接用ロボットを用いて溶接を自動化することが広く行われている。図６は、多関節ロボットを使用した溶接用ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、マニピュレータ１の手首部２の先端に、トーチ本体３が取付けられ、ワイヤリール４に巻かれた溶接用ワイヤ５が、マニピュレータ１に取付けられたワイヤ送給装置６によってトーチ本体３に送給される。また、溶接用電源装置７からトーチ本体３に電力が供給され、ガスボンベ８からトーチ本体３にガスが供給される。ティーチペンダント９からロボット制御装置１０に指令信号が入力され、このロボット制御装置１０からの信号がマニピュレータ１に入力されて、第１軸乃至第６軸から成る６つの軸を回転させて、トーチ本体３の先端位置が制御される。

従来、ワイヤ送給装置を、溶接用ロボットのマニピュレータの上アームに取付けて、このワイヤ送給装置が送給する溶接用ワイヤを一線式パワーケーブルがガイドして、溶接用トーチへ送給する溶接用ロボットが提案されていた。この場合、溶接用ワイヤは、マニピュレータの上アームに取付けられたワイヤ送給装置内のワイヤ送給用モータによって一線式パワーケーブルのコイルライナ内に挿入されて進行する。この結果、ワイヤ送給用モータと溶接用トーチとの間に距離があり、一線式パワーケーブルに、曲げ、ねじり及び引っ張り等の外力が働いたときに、溶接用ワイヤ５の送給抵抗が増加したり変動して、溶接用ワイヤ５を安定して送給することができなかった。

そこで、溶接用ワイヤを安定して送給するために、ワイヤ送給装置が溶接用ロボットのマニピュレータの手首部の先端に取付けられた溶接用ロボットが提案された。（例えば、特許文献１参照。）。図７は、従来技術のワイヤ送給装置が用いられる溶接用ロボットの構造を示す図である。同図において、基台１１の上には旋回ベース１２が取付けられ、第１軸Ｊ１回りに旋回する。旋回ベース１２の上には下アーム１３が取付けられ、第２軸Ｊ２回りに揺動する。下アーム１３の上端には上アーム１４が取付けられ、第３軸Ｊ３回りに揺動する。上アーム１４の先端部に胴体１５が取付けられ、この胴体１５は、上アーム１４の長手方向の第４軸Ｊ４回りに回転する。胴体１５の先端部に揺動体１７が取付けられ、第４軸Ｊ４に直交する第５軸Ｊ５回りに揺動する。揺動体１７の先端部に回転体１８が取付けられて、第５軸Ｊ５に直交する第６軸Ｊ６回りに回転する。第１軸Ｊ１乃至第６軸Ｊ６のそれぞれの軸が矢印で示したように旋回、揺動又は回転することによって、トーチ本体３の先端位置や姿勢を変化させることができる。

また、回転体１８に、取付け部材１９によってショックセンサ２０が取付けられていて、このショックセンサ２０を介してトーチ本体３とワイヤ送給装置６とが取付けられている。ショックセンサ２０は、トーチ本体３等が被加工物等と衝突したときに、トーチ本体３等を保護するために、衝突の衝撃を検出する。また、ワイヤ送給装置６は、ワイヤ送給用モータ２１とこのワイヤ送給用モータ２１に連動する減速機２２とこの減速機２２に接続したワイヤ送給用ローラ（図示を省略）とから成る。第１軸Ｊ１乃至第６軸Ｊ６には、減速機を介したモータが設けられていて、図６に示したロボット制御装置１０からの指令を入力して駆動される。

また、一線式パワーケーブル２３は、中心に溶接用ワイヤをガイドするためのコイルライナが設けられ、その外周にガスを流すためのホースが設けられている。そして、このホースの外周には、電力を供給するための導電線が被覆され、最外周が絶縁被覆されている。この一線式パワーケーブルの先端部２３ａが、ワイヤ送給装置６に取付けられている。また、一線式パワーケーブルの基端部２３ｂがマニピュレータ１の上アーム１４の上部に支持部材２４によって取付けられている。

以下、動作を説明する。第１軸Ｊ１乃至第６軸Ｊ６のそれぞれの軸が矢印で示したように旋回、揺動又は回転することによって、トーチ本体３の先端位置や姿勢を変化させて、トーチ本体３を溶接線に沿って移動させる。このとき、ワイヤ送給装置６内に設けられたワイヤ送給用モータ２１を駆動して、この回転力を減速機２２を介してワイヤ送給用ローラに伝達して、図６に示したワイヤリール４からの溶接用ワイヤ５をトーチ本体３の先端に供給し、トーチ本体３と被加工物との間に電圧を印加してアーク溶接を行う。

この結果、ワイヤ送給装置６のワイヤ送給用モータ２１がトーチ本体３の近傍に設けられていて、ワイヤ送給用モータ２１とトーチ本体との間の距離が短いので、溶接用ワイヤ５が変動することを減少させることができ、溶接用ワイヤ５の送給性を向上させることができる。しかし、下記に述べる課題を有する。
特開平１１−１０３３８号公報

上述した従来技術のワイヤ送給装置６は、ワイヤ送給用モータ２１、減速機２２及びワイヤ送給用ローラが一体に成っているために、ワイヤ送給装置６の重量は、例えば６Ｋｇ以上となる。このために、ワイヤ送給装置６をマニピュレータ１の手首部２の先端に取付けるには、例えば、標準的な溶接用ロボットの可搬重量が６ｋｇの場合、この標準的な溶接用ロボットを使用することができない。その代わり、例えば１６ｋｇ可搬タイプの溶接用ロボットを選定する必要があった。従って、溶接用ロボットのコストが掛かり、また大型になることから、設置面積が大きくなる問題があった。

また、従来技術のワイヤ送給装置６は、ワイヤ送給用モータ２１、減速機２２及びワイヤ送給用ローラが一体に成っているために、このワイヤ送給装置６を取付けた手首部２の先端が大型化していた。このために、手首部２の先端が被加工物や治具と干渉する領域が大きくなり、溶接用ロボットの動作範囲が制限される不具合があった。また、手首部２の先端が被加工物や治具と干渉することを避けるために、マニピュレータ１が、一線式パワーケーブル２３に極端な外力が働くような姿勢をとる場合、溶接用ワイヤ５の送給性が悪くなり、溶接品質を低下させていた。また、溶接異常を検出したときには、ラインの稼動を停止させるという不具合が発生していた。

上述の問題は、トーチ本体を手動で移動させる半自動アーク溶接においても発生する問題であって、トーチ本体にワイヤ送給装置を設けると、トーチ本体が重たくなり、また大型化するので操作性が悪くなる。また、台車でトーチ本体を走行する自動機においても発生する問題であって、台車に設けたトーチ本体にワイヤ送給装置を設けると、台車が重たくなり、また大型化して被加工物や治具との干渉領域が大きくなる。

本発明は、溶接用ワイヤの送給性を低下することなく、ワイヤ送給用ローラが設けられたトーチ本体の軽量化及び小型化を図ることができ、また、トーチ本体の動作範囲を拡大することができるワイヤ送給装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、第１の発明は、
トーチ本体と溶接用ワイヤを前記トーチ本体までガイドするワイヤコンジットとから成る溶接用トーチに前記溶接用ワイヤを送給するワイヤ送給装置であって、
ワイヤ送給用モータとこのワイヤ送給用モータに連動する減速機とこの減速機に接続したワイヤ送給用ローラとを備えこれらが一体と成ったワイヤ送給装置において、
前記ワイヤ送給用ローラと前記ワイヤ送給用モータ及び前記減速機とを分離し、
前記ワイヤ送給用ローラを前記トーチ本体に設けて前記ワイヤ送給用モータ及び前記減速機を前記トーチ本体が所望範囲内を移動できるようにする位置に設け、
前記ワイヤ送給用モータの回転力を前記減速機を介して前記ワイヤ送給用ローラに伝達するフレキシブルシャフトを備えたことを特徴とするワイヤ送給装置である。

第２の発明は、
第１の発明に記載の減速機を前記ワイヤ送給用ローラに取付けたことを特徴とするワイヤ送給装置である。

第３の発明は、
第１の発明に記載の減速機を前記ワイヤ送給用モータ及び前記ワイヤ送給用ローラの両方に取付けたことを特徴とするワイヤ送給装置である。

第４の発明は、
第１の発明〜第３の発明のいずれか１の発明に記載のワイヤ送給装置が溶接用ロボットに用いるワイヤ送給装置であって、
前記トーチ本体を前記溶接用ロボットのマニピュレータの手首部先端に取付け、
前記ワイヤ送給用モータを前記溶接用ロボットのマニピュレータの上アームに設けたことを特徴とするワイヤ送給装置である。

第５の発明は、
第１の発明１〜第４の発明のいずれか１の発明に記載のフレキシブルシャフトを前記ワイヤコンジットに密着させて沿うように配設させたことを特徴とするワイヤ送給装置である。

第１の発明は、トーチ本体と溶接用ワイヤを前記トーチ本体までガイドするワイヤコンジットとから成る溶接用トーチに溶接用ワイヤを送給するワイヤ送給装置において、ワイヤ送給用ローラとワイヤ送給用モータ及び減速機とを分離し、ワイヤ送給用ローラをトーチ本体に設けてワイヤ送給用モータ及び減速機をトーチ本体が所望範囲内を移動できるようにする位置に設け、ワイヤ送給用モータの回転力を減速機を介してワイヤ送給用ローラに伝達するフレキシブルシャフトを備えている。

この結果、従来技術のワイヤ送給装置と比較して、溶接用ワイヤの送給性を低下することなく、ワイヤ送給用ローラが設けられたトーチ本体の軽量化及び小型化を図ることができる。また、トーチ本体の動作範囲を拡大することができる。

第２の発明は、第１の発明に記載の減速機をワイヤ送給用ローラに取付けたワイヤ送給装置である。この結果、ワイヤ送給用モータの小トルクの回転力が、減速機を介さずに、そのままフレキシブルシャフトによってワイヤ送給用ローラに接続された減速機へ伝達されるので、フレキシブルシャフトを細くすることができ、より柔軟性を持たせることができる。

第３の発明は、第１の発明に記載の減速機をワイヤ送給用モータ及びワイヤ送給用ローラの両方に取付けたワイヤ送給装置である。この結果、ワイヤ送給用ローラが設けられたトーチ本体の軽量化及び小型化を図ることができる。また、トーチ本体の動作範囲を拡大することができる。さらに、フレキシブルシャフトを細くすることができ、より柔軟性を持たせることができる。

第４の発明は、第１の発明〜第３の発明のいずれか１の発明に記載のワイヤ送給装置が溶接用ロボットに用いるワイヤ送給装置であって、トーチ本体を溶接用ロボットのマニピュレータの手首部先端に取付け、ワイヤ送給用モータを溶接用ロボットのマニピュレータの上アームに設けたワイヤ送給装置である。

この結果、ワイヤ送給用ローラがマニピュレータの手首部の先端に設けられ、ワイヤ送給用モータがマニピュレータの上アームに設けられて、ワイヤ送給用モータの回転力を減速機を介してフレキシブルシャフトでワイヤ送給用ローラへ伝達している。そのために、従来技術のワイヤ送給装置と比較して、溶接用ワイヤの送給性を低下することなく、ワイヤ送給用ローラが設けられた手首部の先端の軽量化を図ることができる。従って、例えば可搬重量が６ｋｇである標準的な溶接用ロボットを使用できるだけでなく、３ｋｇ可搬タイプの小型ロボットにも使用することができ、コストを低減することができ、かつ小型化を図ることができる。

また、マニピュレータの手首部の先端には、ワイヤ送給用モータが設けられていないので、従来技術のワイヤ送給装置と比較して、手首部の先端が小型になる。このために、マニピュレータを動作させたときに、手首部の先端が被加工物や治具と干渉する領域が小さくなる。従って、トーチ本体の動作範囲を拡大することができ、マニピュレータの動作角度を大きく取ることができるので、より複雑な形状の被加工物に適用することができる。また、手首部の先端が被加工物や治具と干渉することを避けるために、マニピュレータが、一線式パワーケーブルに極端な外力が働くような姿勢をとる必要が無くなり、溶接用ワイヤを安定して送給することができる。

第５の発明は、第１の発明１〜第４の発明のいずれか１の発明に記載のフレキシブルシャフトをワイヤコンジットに密着させて沿うように配設させたワイヤ送給装置である。フレキシブルシャフトは、ばね性を有するので、その曲げ応力によって、大きな円弧を描くような形で屈曲する。

この結果、マニピュレータの動作時に、一線式パワーケーブルが大きく振られることを防止することができ、また、小さな円弧で屈曲して、溶接用ワイヤの送給抵抗が増加したり変動して、溶接用ワイヤの送給が不安定になることを防止することができる。さらに、フレキシブルシャフトのコアが回転するときに、その振動が一線式パワーケーブルに伝わることによって、溶接用ワイヤが一線式パワーケーブル内を挿通するときの送給抵抗を、減少することができ、溶接用ワイヤの送給性を向上することができる。

［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明のワイヤ送給装置が用いられる溶接用ロボットの構造を示す図である。同図において、図７で示した従来技術のワイヤ送給装置６を、送給ローラユニット２５と送給モータユニット２６とに分離し、送給ローラユニット２５には、後述する図２に示すワイヤ送給用ローラ２７と減速機２８とを設け、送給モータユニット２６には、ワイヤ送給用モータ２９と減速機３０とを設けている。この送給ローラユニット２５をトーチ本体３に設けて、送給モータユニット２６を溶接用ロボットのマニピュレータ１の上アーム１４に設けている。フレキシブルシャフト３１は、その先端部３１ａが送給ローラユニット２５に接続され、その基端部３１ｂが送給モータユニット２６に接続されている。ワイヤ送給用モータ２９の回転力を減速機３０及び減速機２８を介してワイヤ送給用ローラ２７に伝達する。このフレキシブルシャフト３１を、一線式パワーケーブル２３に密着させて沿うように配設している。その他の機能は、図７に示した従来技術のワイヤ送給装置が用いられる溶接用ロボットの同機能に同符号を付して説明を省略する。

図２は、本発明のワイヤ送給装置の送給ローラユニットの断面図であって、同図（Ａ）は正断面図であり、同図（Ｂ）は側断面図である。同図において、送給ローラユニット２５のケーブル取付け部３４に図１に示した一線式パワーケーブル２３が取付けられ、送給ローラユニット２５のシャフト取付け部３２にフレキシブルシャフトの先端部３１ａが接続され、このフレキシブルシャフト３１に連動する減速機２８が設けられ、この減速機２８にワイヤ送給用ローラ２７を接続している。このワイヤ送給用ローラ２７が回転することによって、送給ローラユニット２５まで一線式パワーケーブル２３でガイドされた溶接用ワイヤ５が、トーチ本体３へ送給される。

また、送給ローラユニット２５の先端部にショックセンサ２０が取付けられ、このショックセンサの先端部２０ａに図１に示したトーチ本体３が取付けられる。そして、シールドガスがシールドガス噴入口３３からトーチ本体３へ供給され、電力が一線式パワーケーブル２３によってトーチ本体３へ供給される。また、電力を一線式パワーケーブル２３で供給する代わりに、直接トーチ本体３へ供給しても良い。この場合、一線式パワーケーブル２３の代わりにワイヤコンジットを設けて、このワイヤコンジットが溶接用ワイヤ５をトーチ本体３までガイドすると良い。トーチ本体３と一線式パワーケーブル２３又はワイヤコンジットとから溶接用トーチは構成されている。

図３は、本発明のワイヤ送給装置のフレキシブルシャフトの断面図であって、同図（Ａ）は横断面図であり、同図（Ｂ）は縦断面図である。同図において、軸芯部に、複数の堅い硬鋼線から成る芯線３５が設けられ、その周囲をばね鋼で形成されたコア３６が螺旋状に巻かれていて、これらの複数の芯線３５とコア３６とは一体化している。このコア３６の周囲に隙間３７を設けて、ゴム等で形成された保護管３８が取囲んでいる。コア３６と保護管３８との間に隙間３７が形成されているので、保護管３８内でコア３６が回転することができる。このフレキシブルシャフト３１は、ばね性及び柔軟性を有するので、曲げ応力によって、大きな円弧を描くように屈曲する。このフレキシブルシャフト３１を、図１に示したように、一線式パワーケーブル２３に密着させて沿うように配設している。

以下、動作を説明する。図１乃至図３において、第１軸Ｊ１乃至第６軸Ｊ６のそれぞれの軸が、矢印で示したように旋回、揺動又は回転することによって、トーチ本体３の先端位置や姿勢を変化させて、トーチ本体３を溶接線に沿って移動させる。このとき、送給モータユニット２６に設けられたワイヤ送給用モータ２９を駆動すると、その回転力が減速機３０を介してフレキシブルシャフト３１へ伝達されて、このフレキシブルシャフト３１内のコア３６が回転することによって、その回転力が送給ローラユニット２５に設けられた減速機２８を介してワイヤ送給用ローラ２７に伝達される。そして、図６に示したワイヤリール４の溶接用ワイヤ５が、ワイヤ送給用ローラ２７によってトーチ本体３へ送給され、トーチ本体３と被加工物との間に電圧を印加して、アーク溶接を行う。

上述したように、マニピュレータ１の手首部２の先端に取付けられた送給ローラユニット２５に、ワイヤ送給用ローラ２７及び減速機２８のみが設けられている。また、マニピュレータ１の上アーム１４に取り付けられた送給モータユニット２６にワイヤ送給用モータ２９及び減速機３０を設けている。このようにワイヤ送給用モータ２９とワイヤ送給用ローラ２７とは離れているが、ワイヤ送給用モータ２９の回転力を減速機３０を介してフレキシブルシャフト３１でワイヤ送給用ローラ２７へ伝達している。そのために、従来技術のワイヤ送給装置と比較して、溶接用ワイヤ５の送給性を低下することなく、送給ローラユニット２５が設けられた手首部２の先端の軽量化を図ることができる。従って、例えば可搬重量が６ｋｇである標準的な溶接用ロボットを使用できるだけでなく、例えば３ｋｇ可搬タイプの小型ロボットにも使用することができ、コストを低減することができ、かつ小型化を図ることができる。

また、マニピュレータ１の手首部２の先端に取付けられた送給ローラユニット２５には、ワイヤ送給用ローラ２７及び減速機２８のみが設けられているので、従来技術のワイヤ送給装置と比較して、手首部２の先端が小型になるので、マニピュレータ１を動作させたときに被加工物や治具と干渉する領域が小さくなる。従って、トーチ本体３の動作範囲を拡大することができ、マニピュレータ１の動作角度を大きく取ることができるので、より複雑な形状の被加工物に適用することができる。また、被加工物や治具への干渉を避けながら、無理な姿勢をとらせる必要が無くなり、溶接用ワイヤ５を安定して送給することができる。

また、従来技術のワイヤ送給装置は、マニピュレータ１の動作時に、一線式パワーケーブル２３が大きく振られる不具合が有った。そのために、一線式パワーケーブル２３に、曲げ、ねじり及び引っ張り等の外力が働き、溶接用ワイヤ５の送給抵抗が増加したり変動して、溶接用ワイヤ５を安定して送給することができなかった。これに対して本発明のワイヤ送給装置は、フレキシブルシャフト３１が、ばね性を有するので、その曲げ応力によって、大きな円弧を描くような形で屈曲する。このフレキシブルシャフト３１を、一線式パワーケーブル２３に密着させて沿うように配設して、一線式パワーケーブル２３を保持している。そのために、マニピュレータ１の動作時に、一線式パワーケーブル２３が大きく振られることを防止することができ、また、小さな円弧で屈曲して、溶接用ワイヤ５の送給抵抗が増加したり変動して、溶接用ワイヤ５の送給が不安定になることを防止することができる。さらに、フレキシブルシャフト３１内のコア３６が回転するときに、その振動が一線式パワーケーブル２３に伝わることによって、溶接用ワイヤ５が一線式パワーケーブル２３内を挿通するときの送給抵抗を、減少することができ、溶接用ワイヤ５の送給性を向上することができる。

なお、本発明のワイヤ送給装置は、送給モータユニット２６及び送給ローラユニット２５の両方に減速機を設けているが、送給モータユニット２６及び送給ローラユニット２５のいずれか一方にだけ減速機を設けても良い。減速機を送給モータユニット２６のみに設けたときは、マニピュレータ１の手首部２をさらに軽量化でき、小型化することができる。逆に、減速機を送給ローラユニット２５のみに設けたときは、ワイヤ送給用モータ２９の小トルクの回転力が、減速機を介さずに、そのままフレキシブルシャフト３１によって送給ローラユニット２５へ伝達されるので、フレキシブルシャフト３１を細くすることができ、より柔軟性を持たせることができる。

また、本発明のワイヤ送給装置は、図１に示したように、送給モータユニット２６をマニピュレータ１の上アーム１４に設けているが、マニピュレータ１上の別の場所に設けたり、マニピュレータ１の近くで、トーチ本体３が所望範囲内を移動できるようにする位置に設けても良い。

また、本発明のワイヤ送給装置は、プッシュ側のワイヤ送給装置を別に設けて、それと組合せて、プッシュプル式として使用しても良い。この場合、図４に示すように、プル側に使用する送給ローラユニット３９の減速機２８とワイヤ送給用ローラ２７との間にトルクリミッタ４０を設けて、プル側をトルク制御し、プッシュ側を速度制御しても良い。図４は、本発明のワイヤ送給装置の送給ローラユニットにトルクリミッタを設けたときの送給ローラユニットの断面図であって、同図（Ａ）は、正断面図であり、同図（Ｂ）は側断面図である。その他の機能は、図２に示した送給ローラユニットの断面図の同機能に同符号を付して説明を省略する。

また、本発明のワイヤ送給装置は、ワイヤ送給用モータ２９の回転力をトーチ側送給部に設けたワイヤ送給用ローラ２７のみに伝達している。これに加えて、一線式パワーケーブル２３の基端部にもワイヤ送給用ローラを設けて、一線式パワーケーブル２３の基端部にもワイヤ送給用モータの回転力を伝達しても良い。この場合、一線式パワーケーブル２３の先端部と基端部との両方に設けたワイヤ送給用ローラで溶接用ワイヤを送給することができるので、プッシュプル式と使用することができる。この結果、ワイヤ送給用ローラによる溶接用ワイヤ５への加圧力を分割することができ、溶接用ワイヤ５への負担を減少させることができ、溶接用ワイヤ５を安定して送給することができる。

また、図３に示した本発明のワイヤ送給装置のフレキシブルシャフト３１の芯線３５を除いて、コア３６の中に溶接用ワイヤ５を挿通させても良い。

また、本発明のワイヤ送給装置を用いるロボットとして溶接用ロボットを上述したが、本発明のワイヤ送給装置は溶接用ロボットだけに限定されるものではなく、溶射用ロボットやハンドリング用ロボットにも用いることができる。また、本発明のワイヤ送給装置は台車でトーチ本体を走行する自動機やＸＹＺ直行型自動機にも用いることができる。台車でトーチ本体を走行する自動機の例を図５を参照して説明する。

図５は、本発明のワイヤ送給装置を自動機に適用するときの構造を示す図である。同図において、台車４１がレール４２上に置かれ、この台車４１上に取付けられた支持部材４４に台車速度設定器４３が取付けられ、台車４１の走行速度が設定される。また、この支持部材４４にショックセンサ２０が取付けられ、このショックセンサ２０を介してトーチ本体３とワイヤ送給装置の送給ローラユニット２５とが取付けられている。この送給ローラユニット２５には、ワイヤ送給用ローラ及び減速機が設けられていて、この減速機にフレキシブルシャフトの先端部３１ａが接続されている。また、送給ローラユニット２５に一線式パワーケーブルの先端部２３ａが取付けられている。そして、ワイヤ送給装置の送給モータユニット２６が台車４１上とは別の位置に配置されていて、この送給モータユニット２６には、ワイヤ送給用モータ及び減速機が設けられている。また、この送給モータユニット２６には、フレキシブルシャフトの基端部３１ｂ及び一線式パワーケーブルの基端部２３ｂが取り付けられていて、支持部材４６を介してワイヤリール４が取付けられている。フレキシブルシャフト３１の長さは、例えば３ｍ〜５ｍである。また、ガスボンベ８からのシールドガス及び溶接用電源装置７からの電力が一線式パワーケーブル２３によってトーチ本体３へ供給される。

以下、動作を説明する。図５において、台車速度設定器４３によって設定された速度で、台車４１をレール４２に沿って移動することによって、トーチ本体３を溶接線に沿って移動させる。このとき、台車４１上とは別の位置に配置された送給モータユニット２６に設けられたワイヤ送給用モータを駆動すると、その回転力が減速機を介してフレキシブルシャフト３１へ伝達されて、このフレキシブルシャフト３１内のコアが回転することによって、その回転力が、台車４１に支持部材４４によって取付けられた送給ローラユニット２５の減速機を介してワイヤ送給用ローラに伝達される。そして、ワイヤリール４の溶接用ワイヤ５が、送給ローラユニット２５内のワイヤ送給用ローラによってトーチ本体３へ送給され、トーチ本体３と被加工物との間に電圧を印加して、アーク溶接を行う。

この結果、台車４１に支持部材４４によって取付けられた送給ローラユニット２５を軽量化することができ、かつ小型化することができる。従って、台車４１を小型化することができ、かつ送給ローラユニット２５による被加工物や治具との干渉領域を減少させることができる。

本発明のワイヤ送給装置が用いられる溶接用ロボットの構造を示す図である。本発明のワイヤ送給装置の送給ローラユニットの断面図である。本発明のワイヤ送給装置のフレキシブルシャフトの断面図である。本発明のワイヤ送給装置の送給ローラユニットにトルクリミッタを設けたときの送給ローラユニットの断面図である。本発明のワイヤ送給装置を自動機に適用するときの構造を示す図である。多関節ロボットを使用した溶接用ロボットの一般的な構成を示す図である。従来技術のワイヤ送給装置が用いられる溶接用ロボットの構造を示す図である。

符号の説明

１マニピュレータ
２手首部
３トーチ本体
４ワイヤリール
５溶接用ワイヤ
６ワイヤ送給装置
７溶接用電源装置
８ガスボンベ
９ティーチペンダント
１０ロボット制御装置
１１基台
１２旋回ベース
１３下アーム
１４上アーム
１５胴体
１７揺動体
１８回転体
１９取付け部材
２０ショックセンサ
２０ａショックセンサの先端部
２１ワイヤ送給用モータ
２２減速機
２３一線式パワーケーブル
２３ａ一線式パワーケーブルの先端部
２３ｂ一線式パワーケーブルの基端部
２４支持部材
２５送給ローラユニット
２６送給モータユニット
２７ワイヤ送給用ローラ
２８減速機
２９ワイヤ送給用モータ
３０減速機
３１フレキシブルシャフト
３１ａフレキシブルシャフトの先端部
３１ｂフレキシブルシャフトの基端部
３２シャフト取付け部
３３シールドガス噴入口
３４ケーブル取付け部
３５芯線
３６コア
３７隙間
３８保護管
３９送給ローラユニット
４０トルクリミッタ
４１台車
４２レール
４３台車速度設定器
４４支持部材
４６支持部材
Ｊ１第１軸
Ｊ２第２軸
Ｊ３第３軸
Ｊ４第４軸
Ｊ５第５軸
Ｊ６第６軸

Claims

トーチ本体と溶接用ワイヤを前記トーチ本体までガイドするワイヤコンジットとから成る溶接用トーチに前記溶接用ワイヤを送給するワイヤ送給装置であって、
ワイヤ送給用モータとこのワイヤ送給用モータに連動する減速機とこの減速機に接続したワイヤ送給用ローラとを備えこれらが一体と成ったワイヤ送給装置において、
前記ワイヤ送給用ローラと前記ワイヤ送給用モータ及び前記減速機とを分離し、
前記ワイヤ送給用ローラを前記トーチ本体に設けて前記ワイヤ送給用モータ及び前記減速機を前記トーチ本体が所望範囲内を移動できるようにする位置に設け、
前記ワイヤ送給用モータの回転力を前記減速機を介して前記ワイヤ送給用ローラに伝達するフレキシブルシャフトを備えたことを特徴とするワイヤ送給装置。
請求項１に記載の減速機を前記ワイヤ送給用ローラに取付けたことを特徴とするワイヤ送給装置。
請求項１に記載の減速機を前記ワイヤ送給用モータ及び前記ワイヤ送給用ローラの両方に取付けたことを特徴とするワイヤ送給装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤ送給装置が溶接用ロボットに用いるワイヤ送給装置であって、
前記トーチ本体を前記溶接用ロボットのマニピュレータの手首部先端に取付け、
前記ワイヤ送給用モータを前記溶接用ロボットのマニピュレータの上アームに設けたことを特徴とするワイヤ送給装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレキシブルシャフトを前記ワイヤコンジットに密着させて沿うように配設させたことを特徴とするワイヤ送給装置。