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JP4218793B2 - Method of retracting welding wire and auxiliary feeding device therefor - Google Patents

Method of retracting welding wire and auxiliary feeding device therefor Download PDF

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JP4218793B2
JP4218793B2 JP2002334127A JP2002334127A JP4218793B2 JP 4218793 B2 JP4218793 B2 JP 4218793B2 JP 2002334127 A JP2002334127 A JP 2002334127A JP 2002334127 A JP2002334127 A JP 2002334127A JP 4218793 B2 JP4218793 B2 JP 4218793B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶接ワイヤのリトラクト方法およびそのための補助送給装置に係り、詳しくは、溶接ワイヤの送りを速度制御する主送給装置と溶接ワイヤのコンジット内移行を円滑化する補助送給装置とにより、溶接ワイヤをトーチまでプッシュプル送給する際に溶接ワイヤのリトラクトも可能にする方法ならびにそのための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
溶接ワイヤをワイヤリールまたはペイルパック等から繰り出して溶接トーチへ送給し、電気エネルギで溶かし連続して円滑に溶接できるようにするため、溶接ワイヤの送りを制御するワイヤ送給装置が使用される。その送給装置は、通常ワイヤの移行方向に対して垂直となる向きから対向する2つのロールで挾圧し、その摩擦力でワイヤを送り出したり引き込んだりするようにしている。
【0003】
送給装置は最も基本的にはトーチまで溶接ワイヤを移行できるようになっていればよいが、送給経路が長い場合や送給経路に外乱が大きく及ぶことのあるような場合、単独の送給装置の送給力のみでは送給抵抗を克服できなかったり、所望する送り速度を十分に発生させることができなかったりすることがある。そのような場合、送給不可能となるかワイヤの送給が一定しなくなり、それが原因して溶接品質が安定しないという問題が生じる。
【0004】
ところで、溶接ロボットに搭載される送給装置が装備する送給ロールおよびこれと協働して溶接ワイヤを挾圧し移行させる加圧ロールはその径が小さく、それぞれが溶接ワイヤと接触する面積には限りがある。溶接ワイヤの送給経路が長い場合、送給力を大きくしようとすると挾圧力を大きくせざるを得ず、それがために溶接ワイヤがアルミ線などの軟らかいものである場合、ワイヤの断面を変形させたり表面に疵をつけ、甚だしくは断線させることにもなり、溶接品質に悪影響を及ぼすことになる。
【0005】
上記したように送給装置が一基であればそれに課す負担は大きく、勢いモータも容量の大きいものとなる。送給装置の重量が嵩めば、ロボットアームの動きによって空間を移動する溶接トーチの近傍に搭載しづらくなることは言うまでもなく、プッシュ形式に比べて溶接ワイヤの送給が格段に容易なプル形式ですら採用しがたくなる。
【0006】
そこで、最近では送給装置を二基採用し、ペイルパック等の近傍である上流側に一つ、溶接トーチ近傍である下流側に他の一つを配置して、溶接ワイヤをプッシュプルすることにより、それぞれにおける負荷の軽減が図られるようにしている。そのような送給装置によれば負荷の分担によってモータの小容量化が可能となり、溶接トーチの直近にでも搭載できるようになると、溶接ワイヤの送給速度の制御性が一段と高められる。
【0007】
しかし、この場合、以下の点が問題となる。例えばプル側の送り速度がプッシュ側より速いとき、プッシュ側がプル側に負担を掛けワイヤがひきつれたり切れたりする。また、ロールを通過するとき滑りを起こして摩耗したり傷がついたりする。摩耗粉が発生すれば、トーチのコンタクトチップ内で目詰まりを起こし、ワイヤの円滑な流れが阻害されて溶接性能にも悪影響を及ぼす。
【0008】
プル側がプッシュ側より遅い場合、ワイヤがプッシュ側の送給装置によってプル側に押しつけられ、つなぎ目で座屈して送給できなくなるか、加圧の弱い方でワイヤの滑りが発生し、上記と同様の弊害が生じることは避けられない。このような点に鑑み、各送給装置におけるモータとして制御性の高いACサーボモータを採用し、かつ両者を同期して駆動し、同一速度での移行を可能とする配慮が施される。
【0009】
このようなシステムを採用すれば、プル側送給装置の速度および速度の立ち上がり/立ち下がり特性とプッシュ側送給装置におけるそれらとを全く同一となるように制御することができる。ましてや、ワイヤの順送りのみならず何らかの理由で逆送り(リトラクト)が必要となる場合でも、高い制御性能をもってすれば特に問題が生じることはない。
【0010】
しかし、ACサーボモータを採用するとモータを動かすためのサーボドライバが必要なこと、このモータ自体が通常のインダクションモータ等に比べて格段に高価であること、サーボモータ制御に同期制御を付加しなければならず制御系の複雑化を招くこと、といった難点は覆いがたい。
【0011】
このような弊害を克服してプッシュプル式送給法を行わせるため、本出願人は特開2001−262310号公報において、トルク伝達カップリング(トルクリミッタ)を提案し、二つの送給装置のうちの一方に安価なインダクションモータの採用を可能にした。この送給システムによれば、主送給装置のACサーボモータと補助送給装置のインダクションモータとの同期をとる必要がなく、システムの低廉化に大いに寄与する。
【0012】
その補助送給装置のインダクションモータの回転数はACサーボモータにより制御される速度によって生じる回転数よりは常に高く設定され、インダクションモータ出力をトルクリミッタにより低減して溶接ワイヤに送給力として伝達し、その際補助送給装置を通過するワイヤの速度に対して制約フリーの状態に置く。従って、補助送給装置は主送給装置との間でモータの同期をとるまでもなく、ワイヤを主送給装置で規定された速度で通過させることができる。すなわち、トルクリミッタが速度制御を解放したかのように作用する。
【0013】
補助送給装置のインダクションモータで溶接ワイヤに与えられた力は、主送給装置によるワイヤ速度の制御精度を高めるために貢献する。通常、速度制御の精度を低下させる要因の大部分は、溶接ワイヤに無用の動きを束縛して移行の案内と保護を図るべく設けられたガイドパイプ(コンジット)内で発生する摩擦抵抗である。
【0014】
溶接ワイヤはロボットの稼働エリア外から送給される関係上コンジットは3メートル以上にもなり、場合によっては20メートルに及ぶことすらある。いずれにしても、上記した補助送給装置は、その長いコンジットを通過する際にワイヤに働く摩擦抵抗を軽減したり、打ち消すだけの力を与えるようになっているのである。
【0015】
このような補助送給装置により送給力の補償がなされると、主送給装置におけるワイヤ送給力からは摩擦抵抗相当分が軽減され、ACサーボモータの小型軽量化が促進される。また、ロボットアームの先端に取りつけられた溶接トーチの近傍への装着も容易となる。速度制御は主送給装置によってのみ行われるのでプッシュプルによる速度制御の不安定化は解消され、しかも同期制御の必要もなく、送給システムの低廉化が促される。
【0016】
コンジットを介しての送給経路が長大化したり、送給経路に外乱負荷が大きく作用することがあっても、その摩擦抵抗相当分がトルクリミッタによって与えられる送給力で補償できるかぎり、主送給装置では高い精度でワイヤ速度を制御することができる。この補助送給装置はACサーボモータを備えた主送給装置のみならず、例えばロボット上腕にプリントモータが載置されるといった他種の主送給装置と連携しても使用することができ、幅広い汎用性を持つ。
【0017】
【特許文献1】
特開2001−262310号公報(第4−5頁、図2−3)
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トルク制御によりワイヤを一定の力で押すだけの送給を実現するトルクリミッタを装備した補助送給装置において問題となるのは、リトラクト操作である。これは、主送給装置のモータとの同期をとらないこと、低廉化を目的として採用したインダクションモータはその回転方向の変更がギヤトレンの新たな導入なくして不可能であること、たとえモータの回転方向を変更できたとしても応答性に問題があり実使用に耐えられないことなどにより、リトラクトが簡単でないからである。
【0019】
ちなみに、リトラクトは溶接ワイヤがコンタクトチップから出すぎて後退させる必要が生じた場合などに行われるが、後退量や速度調整を厳密に行う必要のないことがほとんどである。そこで、補助送給装置のインダクションモータを駆動することなく、主送給装置のACサーボモータの逆転のみでリトラクトさせることがある。例えば、ワイヤが補助送給装置で後退阻止されていても、ワイヤ径よりやや大きいコンジット内通路は、コンジットが長ければワイヤに曲げを与えるなどして実質的に後退代くらいは確保できることがあるからである。
【0020】
例えば溶接開始点でのアークスタートにおいてアークが予定どおり発生しなかったときは、ロボットコントローラからリトラクトの開始が指令されるようになっている。リトラクトによるアークリトライ(再試行)は予め定められた回数で打ち切られるようにプログラムされるが、指令を受けてリトラクトが繰り返されれば、ワイヤもコンジット内で無用の力を反復して受けることになる。
【0021】
リトラクトの繰り返しによってワイヤが座屈すれば、以後ワイヤを順方向に送給するときでも、その座屈部分がコンジットを抜け出すまで円滑な移行が阻害される。これでは溶接品質の安定が望み薄となるだけでなく、インダクションモータを搭載した補助送給装置の採用に歯止めも掛かりかねない。
【0022】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、プッシュプル方式により複数のワイヤ送給装置を使用するにあたり、インダクションモータとその出力をトルク制御できるトルクリミッタが具備された補助送給装置を使用しても、溶接ワイヤをリトラクトするとき、補助送給装置がワイヤの動きを阻害することがなく、コンジットにおけるワイヤに無用の力や変形を与えないようにして、リトラクトスタートによるアークリトライならびにその後の順送りの円滑が図られるようにした溶接ワイヤのリトラクト方法およびそのための補助送給装置を提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶接ワイヤの送りを速度制御する主送給装置と、インダクションモータ等の出力をトルク制御してコンジット内で発生する摩擦抵抗に抗した送給力を溶接ワイヤに与える補助送給装置とを用い、溶接ワイヤを溶接トーチまでプッシュプル送給する方法に適用される。その特徴とするところは、図1を参照して補助送給装置11の加圧ロール16を送給ロール15から離反させ、主送給装置9(図9を参照)による逆送りによって溶接ワイヤ1をリトラクトさせるようにしたことである。
【0024】
装置の発明は、インダクションモータ等の出力をトルク制御し、コンジット内で発生する摩擦抵抗に抗した送給力が主送給装置により速度制御される溶接ワイヤに与えられるようにしている溶接ワイヤプッシュプル送給用の補助送給装置に適用される。これには、軸承した加圧ロール16を、その加圧ロール16と協働して溶接ワイヤ1を移行させる送給ロール15に臨ませるロール支持体17が設けられる。そのロール支持体17を介して送給ロール15に対する押し付け力を加圧ロール16に及ぼす加圧弾発部材27と、その加圧弾発部材の弾発力に抗してロール支持体17を押し返し、加圧ロール16を送給ロール15から離反させて溶接ワイヤ1の挾圧状態を解除する加圧解除機構24と、インダクションモータ22等の出力をトルク制御するため送給ロール15とそのインダクションモータ等との間に介在され、磁気を利用して非接触式にトルク伝達するトルクリミッタ23とが具備される。そして、溶接ワイヤのリトラクト時は、加圧解除機構24がロール支持体17を押し返して加圧ロール16を送給ロール15から離反させ、主送給装置9による逆送りによって溶接ワイヤ1をリトラクトさせることができるようにしたことである。
【0025】
図6のように、ロール支持体17は一端が支承されて加圧ロール16を送給ロール15に離接するため傾動可能であり、図7に示すように、加圧弾発部材27を搭載した加圧力調整体25と係脱可能で、係合時には傾動を阻止すると共に送給ロール15への押し付け力を加圧ロール16に伝える係脱部32を備える。加圧解除機構24には、図8にあるように、ロール支持体17を押し返す押圧部材34とその押圧部材を進退させるアクチュエータ36が備えられる構成としておくとよい。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る溶接ワイヤのリトラクト方法およびそのための補助送給装置を、その実施の形態に基づいて詳細に説明する。図9はマニピュレータによって溶接する設備の全体を示し、溶接ワイヤ1をプッシュプル方式で繰り出して溶接トーチ2へ送り、電気エネルギで溶かしてワーク(図示せず)を溶接することができる。この図9において、本発明に係るワイヤの送給系3が上部に描かれている。
【0027】
図中の4は溶接トーチ2を備えたマニピュレータ、5はマニピュレータの動きを予め教示するなどのために使用されるティーチペンダント、6は教示データをもとにしてマニピュレータの再現動作などを制御するコントローラ、7は溶接電源箱、8はシールドガスボンベである。
【0028】
ワイヤの送給系3にはプッシュプル形式が適用されており、アーム4a,4b等により支持された溶接トーチ2の近傍にプル側送給装置9が装着され、ワイヤリール10の近傍にプッシュ側送給装置11が設けられる。ワイヤリール10から繰り出された溶接ワイヤ1は、マニピュレータ4に至るコンジット12Aやマニピュレータ上を移行させるコンジット12Bを経て、溶接トーチ2に送給される。
【0029】
このような溶接設備における送給系3のプル側送給装置9は溶接ワイヤの送りを速度制御する主送給装置をなし、プッシュ側の送給装置11はトルク制御によってワイヤを一定の力で押すだけの機能を発揮する補助送給装置をなす。
【0030】
ワイヤの下流側に位置する主送給装置9は制御精度が高く応答性に優れたACサーボモータを備え、コンタクトチップからの出代分を保つべく一定の速度で溶接ワイヤ1を引き出すように、それに装着された送給ロールを駆動する。一方、上流側に位置する補助送給装置11はインダクションモータとトルク伝達カップリングとを備え、コンジット12内を移行しているワイヤ1に摩擦抵抗に抗した力を与えるもので、ワイヤ送給に必要な力の大部分を加担する。
【0031】
なお、補助送給装置に使用されるモータはインダクションモータに限られるものではなく、直流モータ、同期モータ、ステップモータの上記した主送給装置で使用されるACサーボモータよりは安価なモータが使用される(本発明においてはインダクションモータを含めこれらのモータを「インダクションモータ等」という)。ちなみに、トルク伝達カップリング(トルクリミッタ)の構造の一例は前述した特開2001−262310号公報に記載されているので、ここでは詳細な説明を省く。
【0032】
次に、補助送給装置11をもとにして、各溶接ワイヤ送給装置の構造を簡単に述べる。この装置は図9にあるようにワイヤリールの近傍に設置される場合、図10の(a)および(b)に示したように、架台13に支えられるなどして保持される。図2に示すように、溶接ワイヤ1を挾圧するために送給ロール15と加圧ロール16が採用される。送給ロールはモータの駆動力を得て回転するものであり、加圧ロールは送給ロールの回転で移行する溶接ワイヤ1に伴われて従動回転するようになっている。
【0033】
送給ロール15は、送給装置のケーシングに軸承されるなどして常時定位置にある。加圧ロール16はロール支持体17に軸承され、送給ロールと対面すべくそれに臨まされたり、支点17aを中心にして傾動することにより送給ロールから遠ざかることができる。
【0034】
この図2においては例えばワイヤリール10からの溶接ワイヤ1をロールに導びくインレットガイド18A、ロールを通過したワイヤをコンジット12へ導出するアウトレットガイド18Bを備える。加圧ロール16が送給ロール15に対して離接可能となっているのは、ワイヤ先端をこれら各ガイドに導きやすくするためである。
【0035】
送給ロール15にはワイヤを押さえる溝15a(図8も参照)が全周に施されているが、加圧ロール16はフラットな面だけとなっている。このような溝は適宜設けられるもので、図の組合せに限るものでないことは述べるまでもない。なお、ACサーボモータによりワイヤ速度を制御する主送給装置9(図9を参照)においても、インダクションモータを搭載したこの補助送給装置と同じ原理や機構によるロールシステムが採用される。
【0036】
ところで、本発明は、補助送給装置11の加圧ロール16を送給ロール15から離反させ、主送給装置による逆送りによって溶接ワイヤをリトラクトさせる際に、溶接ワイヤの座屈といった以後に支障の出る現象を生じさせないようにしたものである。以下に、その詳細を述べる。
【0037】
補助送給装置11の全体は、図3ないし図5に示されている。図3は前面を、図4は側面を、図5は平面をそれぞれ表しているが、補助送給装置11は、大略図3に示す送給機構21、送給ロール15を駆動する図4に示すインダクションモータ22、送給機構21とインダクションモータ22との間に介在されるトルクリミッタ23、図3に示した加圧ロール16を送給ロール15から離反させてワイヤリトラクトを可能にする図5に示した加圧解除機構24からなる。
【0038】
図3に注目して、上記した送給機構21には前述した送給ロール15、加圧ロール16、ロール支持体17、ワイヤガイド18があり、そのロール支持体17は、送給ロール15と協働して溶接ワイヤを移行させる加圧ロール16を送給ロール15に臨ませるための加圧レバーとして機能するものである。これが支点17aを中心にして最大限図6のように傾動することにより、加圧ロール16を送給ロール15から遠ざけることができるようになっている。そのために、上記した各構成のほかに加圧力調整体25も設けられる。
【0039】
加圧力調整体25は、その一端が本体ケーシングに固定したブラケット26に支承されて図7のように二点鎖線で表した状態から実線の位置まで傾動可能であり、これにはロール支持体17を介して送給ロール15に対する押し付け力を加圧ロール16に及ぼすコイルスプリングなどの加圧弾発部材27が備えられる。加圧力調整体25は一つのレバーを形成しているが、ロール支持体17の後述する係合用爪部32に嵌入される軸部の途中に鍔体28が設けられ、係合用爪部32の背面にあてがわれる鍔体28の背後の軸部にコイルスプリング27が外嵌される。
【0040】
軸部には途中で段差が形成され、コイルスプリング27が外嵌されている側が細くなっているので、細い軸部に嵌められた鍔体28は段差の部分でそれ以上に支点29の方向へ変位することができなくなっている。コイルスプリング27はこの鍔体28と次に述べるストッパ30との間に配置され、鍔体28は常時段差方向に押しつけられた状態にある。しかし、鍔体28にストッパ30へ向かう力が掛けられると、鍔体28はコイルスプリング27の弾発力に抗してそれを縮めながら細い軸部に沿って少し変位することができるようになっている。
【0041】
そのストッパ30はコイルスプリング27の弾発力を変更するための加圧力調整部材としても機能する。これは軸部に刻設されたねじ31に螺着されており、ストッパ30を加圧ハンドルとして回転させるとその進退によってコイルスプリング27の弾発力を変更することができる。なお、図においてスプリングは鍔体28と加圧ハンドル30との間にあり、それでもって十分であるが、加圧ハンドル30の中を空洞としておき、長いコイルスプリングの採用を可能にすれば弾発力の微調整は行いやすい。
【0042】
この加圧力調整部材30は送給ロールと加圧ロールとによる溶接ワイヤの挾圧力を加減するものであり、溶接ワイヤとしては例えば0.8ないし1.6ミリメートル径、材質としては鉄類やアルミ類といったように硬軟種々に及んでも、最適な挾圧力でもって溶接ワイヤを送給でき、一機種の補助送給装置であっても適用範囲の拡大が図られ、実用上極めて都合のよいものとなる。なお、アルミ線を使用する場合は、コンジットの長短にかかわらず本発明に係る補助送給装置を採用することが望ましい。アルミは軟らかく、プル側の主送給装置による牽引だけではたとえ摩擦抵抗が少なくても疵がつきやすいからである。
【0043】
ロール支持体17についてもう少し述べる。これは、加圧ロール16を送給ロール15に離接するため傾動可能であるが、上記した加圧力調整体25と係脱可能で、係合時には傾動が鍔体28およびコイルスプリング27によって弾発的に阻止される。コイルスプリング27の弾発力が所望する値となるように加圧ハンドル30によってセットすれば、加圧ロール16はその弾発力に応じた挾圧力を送給ロール15との間で発生する。
【0044】
その弾発力を受け止めるために、ロール支持体17にはU字形をした切欠きを持つ係合用爪部32(図4を参照)が形成される。これは加圧力調整体25と係脱可能で、係合時にはロール支持体17の傾動を弾発的に阻止すると共に送給ロール15への押し付け力を加圧ロール16に伝える係脱部として機能する。
【0045】
このようにして構成された送給機構21に対して、加圧解除機構24が図4から分かるように、本体の上半部に設けられる。これは、図1に示すように、コイルスプリング27の弾発力に抗してロール支持体17を押し返し、二点鎖線の加圧ロール16を送給ロール15から実線のように離反させ、溶接ワイヤ1の挾圧状態を解除するように作用する。
【0046】
その加圧解除機構24はロール支持体17を少し傾動させる図8に示す押圧部材34と、その押圧部材を進退させるリンク体35と、リンク体を動かすためのアクチュエータ36とを備える。押圧部材34はロール支持体17のいずれかの箇所を押さえるノッカとして機能し、例えばシーソー形式で揺動する主リンク35Aの先端に取りつけられる。
【0047】
リンク体35はその主リンク35Aとそれを揺動させる補助リンク35Bからなり、例えば通電時にロッド37を引き込むソレノイド36の動きに従ってノッカ34が進出し、ロール支持体17を介して加圧ロール16を送給ロール15から離隔させる。ソレノイドの駆動を停止すればロッドは自由状態に置かれるが、コイルスプリング27の弾発力によってノッカ34が復元し、結局はロッド37が引き出されて、元の状態に戻される。
【0048】
このように補助送給装置を構成しておけば、加圧ロールを送給ロールから離反させ、ACサーボモータを搭載した主送給装置による逆送りによって溶接ワイヤをリトラクトさせることが簡単にできる。すなわち、補助送給装置はリトラクト時には溶接ワイヤを挾圧ぜす、従って、後退する溶接ワイヤがコンジット内で座屈するようなことはなくなる。リトラクトのスタート性が向上することになり、以後のワイヤ送給も円滑で、溶接品質も高いレベルに保たれる。なお、リトラクトの指令は作業者がティーチペンダント5(図9を参照)などにおいて所定のボタンを押すなどして実行される。
【0049】
補助送給装置のモータと主送給装置のモータとの間で同期をとる必要もないから、補助送給装置における駆動関連部品の低廉化が促進される。トルクリミッタによる送給力は、図4に示したトルク調整リング41を回して適当な伝達率を選び、回り止め42をねじ込んで固定しておくなどの操作により、0から数kgの範囲で調整できる。これによって、種々なタイプの溶接ワイヤとのマッチングも手軽になされる。このトルクリミッタは回転数が幾らであろうとも伝達トルクだけを所望値に保ち、従ってプッシュ側ロールの送り速度が自然とプル側送給装置の速度となる。
【0050】
トルクリミッタによるトルク調整は磁気を利用した非接触式のトルク伝達であり、リミッタの周囲に取りつけられたトルク調整リング41の目盛りによって、その伝達率を定めることができる。上記したように摩擦抵抗にほぼ等しく合わせることができるだけでなく、大きい目にセットすることもできる。なお、トルクリミッタの出力軸側には減速機43が設置され、送給ロールの回転が溶接ワイヤの送給速度にある程度近いものとなるように、定回転するインダクションモータの回転が減速されるようになっている。
【0051】
ちなみに、トルクリミッタにおける伝達トルクの調整は、コンジットの長さや経路の形が変わればその時点で行われる。溶接ワイヤの径や材質が変わった場合も、その都度行われる。逆に言えば、それらが変わらなければ、送給抵抗はほとんど変化しないので、一度設定すれば以後同じワークに対しての調整は原則として不要となる。
【0052】
ちなみに、図4において38は電源投入スイッチ、39はインチング指令ボタンである。後者は溶接ワイヤを交換する際に使用されるものであり、予め主送給装置の加圧ロールを退避させるなどして溶接ワイヤの挾圧を解除した状態でこのボタンを押せば、補助送給装置11のインダクションモータ22が回転して、ワイヤを自動的にコンジットに通したり、溶接トーチのコンタクトチップまで挿通させたりすることができる。これによってワイヤの交換手間の低減や時間の短縮が図られる。
【0053】
加圧解除機構に採用されるアクチュエータは上記したソレノイドに限られるものではなく、公知の駆動装置を適宜使用すればよい。ノッカを進退させるリンク体も図示したものにかぎらず、適宜の構成を選択することができる。なお、この図4にはロール支持体17に取りつけられた被押動部材としてのプレート40が正面に見えている。
【0054】
これはノッカ34がロール支持体17を押しやすくするためのものであり、ロール支持体17を加圧力調整体25に邪魔されることなく傾動できるようにする配慮である。従って、ノッカ34は、図8から分かるように、加圧力調整体25と重ならない位置に設けておくことができる。もちろん、ノッカを適宜な位置に設け、これがロール支持体17の例えば係合用爪部32の腹部32aから当接させることができれば、それでも差し支えはない。
【0055】
ちなみに、本発明の説明においては補助送給装置を上流側に一基配置したが、長いコンジットの場合その途中に2基目を設置することもできる。また、主送給装置を上流側にし、補助送給装置をマニピュレータの上腕に載置するという配置をとることもできる。プッシュ機能とプル機能とが逆になりはするが、補助送給装置では摩擦抵抗のカバーを、主送給装置においては速度制御をといったようにさせることに特別障害が出るわけではない。
【0056】
補助送給装置はコンジットにおいて発生する送給抵抗に等しい力を溶接ワイヤに与えるものであればよいが、それより大きい送給力を与えても運転上は特に問題は生じない。逆に少し小さ目の力であっても無いよりは良いことは明らかである。なお、摩擦抵抗に対する補償の大きさは、トルク調整リングで行うことは先に説明した。
【0057】
主送給装置ではACサーボモータが使用されることを前提に述べてきたが、主送給装置は是非その種のモータでなければならないというものでもない。少なくとも補助送給装置を本例に挙げたインダクションモータや以下に挙げるモータによる構成とすれば、コンジットにおける摩擦抵抗発生の問題やリトラクト時の不利不便は可及的に解消することができる。なお、補助送給装置に使用されるモータはインダクションモータにかぎらず、直流モータ、同期モータ、ステップモータ等のACサーボモータよりは安価なモータが使用される。
【0058】
また、溶接はガスシールド消耗電極式アーク溶接法における場合のみならず、フィラワイヤを使用するティグ溶接といったガスシールド非消耗電極式アーク溶接法にも適用することができる。さらには、特開2001−262310号公報に紹介されているアーク溶射にも適用可能である。このアーク溶射の場合、補助送給装置においては二本の溶射用ワイヤを同時に送ることになるが、一つのモータによって二つのトルク伝達カップリングを駆動し、それぞれのロール支持体を一つの加圧解除機構でもって同時に動作させ、2電極についてワイヤリトラクトできるようにしておけばよい。
【0059】
今まで述べたロール支持体や加圧力調整体は傾動構造となっているが、これにかぎらず、それぞれがガイドレール等に案内されて進退できるようなものであってもよい。いずれにしても、ロール同志の離接、溶接ワイヤの挾圧、加圧調整、加圧解除といった機能を発揮できるようなものであれば、本発明を適用することができる。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、補助送給装置の加圧ロールを送給ロールから離反させるようにしたので、主送給装置による逆送りによって溶接ワイヤをリトラクトさせることが容易となり、溶接操作の円滑が図られ、また溶接品質を安定させることができる。
【0061】
補助送給装置の発明にあっては、加圧弾発部材の弾発力に抗して加圧ロールを軸承するロール支持体を押し返し、加圧ロールを送給ロールから離反させて溶接ワイヤの挾圧状態を解除する加圧解除機構を設けたので、解除時点では補助送給装置が溶接ワイヤの動きを拘束することがなく、主送給装置による逆送りによって溶接ワイヤの変形を伴うことなく瞬時にリトラクトさせることができる。また、トルクリミッタによるトルク調整は磁気を利用した非接触式のトルク伝達であり、その伝達率を定めることができるので、摩擦抵抗にほぼ等しく合わせることができるだけでなく、大きい目にセットすることもできる。コンジットの長さや経路の形が変わったとき、溶接ワイヤの径や材質が変わったときも、伝達トルクの調整はトルクリミッタによりその都度行うことができる。
【0062】
傾動可能なロール支持体が加圧力調整体と係脱することができ、係合時に傾動を弾発的に阻止すると共に送給ロールへの押し付け力を加圧ロールに伝える係脱部を備え、アクチュエータの動作によって押し返す力を受けて加圧ロールを送給ロールから離反させることができる構成によれば、溶接ワイヤの送給機構をそのまま利用してリトラクト用の機能を付加した構造とすることができ、装置としての小型化や部品点数の最少化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る溶接ワイヤのリトラクト方法および補助送給装置における動きを説明する機構図。
【図2】 送給機構を部分的に取り出して送給状態を表した正面図。
【図3】 補助送給装置の正面図。
【図4】 補助送給装置の側面図。
【図5】 補助送給装置の平面図。
【図6】 送給機構におけるロール支持体を最大限傾動させた状態を示した動作図。
【図7】 加圧力調整体の動きを説明した動作図。
【図8】 加圧解除機構の動きを説明した動作図。
【図9】 マニピュレータを用いた溶接システムの概略構成図。
【図10】 ワイヤリールの近傍に配置された補助送給装置の設置状態を表したもので、(a)は平面図、(b)は正面図。
【符号の説明】
1…溶接ワイヤ、2…溶接トーチ、3…ワイヤの送給系、4…マニピュレータ、9…プル側送給装置(主送給装置)、11…プッシュ側送給装置(補助送給装置)、12,12A,12B…コンジット、15…送給ロール、16…加圧ロール、17…ロール支持体、22…インダクションモータ、23…トルクリミッタ(トルク伝達カップリング)、24…加圧解除機構、25…加圧力調整体、27…加圧弾発部材(コイルスプリング)、32…係合用爪部(係脱部)、34…押圧部材(ノッカ)、36…アクチュエータ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a welding wire retracting method and an auxiliary feeding device therefor, and more particularly, by a main feeding device for controlling the speed of welding wire feeding and an auxiliary feeding device for facilitating the transition of the welding wire in a conduit. The present invention relates to a method for enabling retracting of a welding wire when the welding wire is push-pull-fed to a torch, and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
A wire feeding device for controlling the feeding of the welding wire is used in order to feed the welding wire from a wire reel or a pail pack and feed it to the welding torch so that it can be melted with electrical energy and continuously welded smoothly. . The feeding device normally presses with two rolls facing each other in a direction perpendicular to the wire transition direction, and feeds and retracts the wire by the frictional force.
[0003]
The feeding device should basically be able to transfer the welding wire to the torch. However, if the feeding path is long or if there is a great deal of disturbance in the feeding path, a single feeding will be required. There are cases where the feeding resistance cannot be overcome only by the feeding force of the feeding device, or the desired feeding speed cannot be sufficiently generated. In such a case, it becomes impossible to feed or the feeding of the wire becomes unstable, which causes a problem that the welding quality is not stable.
[0004]
By the way, the feeding rolls equipped with the feeding device mounted on the welding robot and the pressure rolls that press and transfer the welding wire in cooperation with the feeding rolls have a small diameter, and the area where each comes into contact with the welding wire There is a limit. If the welding wire has a long feeding path, it is necessary to increase the pressure when trying to increase the feeding force. If the welding wire is soft, such as an aluminum wire, the cross section of the wire is deformed. If the surface is wrinkled, it will cause severe disconnection, which will adversely affect the welding quality.
[0005]
As described above, if there is one feeding device, the burden imposed on it is large, and the momentum motor has a large capacity. It goes without saying that if the weight of the feeding device increases, it will be difficult to mount the welding device near the welding torch that moves through the space due to the movement of the robot arm, and it is much easier to feed the welding wire than the push method. Even harder to hire.
[0006]
Therefore, recently, two feeding devices have been adopted, one on the upstream side near the pail pack and the other on the downstream side near the welding torch, and push-pull the welding wire. Thus, the load on each can be reduced. According to such a feeding device, the capacity of the motor can be reduced by sharing the load, and when it can be mounted in the immediate vicinity of the welding torch, the controllability of the feeding speed of the welding wire is further improved.
[0007]
However, in this case, the following points are problematic. For example, when the feed speed on the pull side is higher than that on the push side, the push side places a burden on the pull side and the wire is pulled or cut. Also, when passing through the roll, it slips and wears or gets scratched. If abrasion powder is generated, clogging occurs in the contact tip of the torch, and the smooth flow of the wire is hindered, which adversely affects the welding performance.
[0008]
If the pull side is slower than the push side, the wire is pressed against the pull side by the push-side feeding device and cannot be fed due to buckling at the joint, or the wire slips when the pressure is weak, as above It is inevitable that negative effects will occur. In view of such a point, consideration is given to adopting an AC servo motor with high controllability as a motor in each feeding device, and driving both in synchronization to enable transition at the same speed.
[0009]
If such a system is adopted, it is possible to control the pull-side feeding device so that the speed and the rising / falling characteristics of the speed are exactly the same as those in the push-side feeding device. Furthermore, even if reverse feed (retract) is required for some reason as well as wire forward feed, there is no particular problem if it has high control performance.
[0010]
However, if an AC servo motor is used, a servo driver for moving the motor is required, the motor itself is much more expensive than a normal induction motor, and synchronous control must be added to the servo motor control. However, it is difficult to cover the difficulty of increasing the complexity of the control system.
[0011]
In order to overcome such an adverse effect and perform the push-pull type feeding method, the present applicant proposes a torque transmission coupling (torque limiter) in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-262310. One of them made it possible to use an inexpensive induction motor. According to this feeding system, it is not necessary to synchronize the AC servo motor of the main feeding device and the induction motor of the auxiliary feeding device, which greatly contributes to the reduction in the cost of the system.
[0012]
The rotation speed of the induction motor of the auxiliary feeding device is always set higher than the rotation speed generated by the speed controlled by the AC servo motor, and the induction motor output is reduced by the torque limiter and transmitted to the welding wire as a feeding force. At that time, the wire speed passing through the auxiliary feeding device is set to be free of constraints. Accordingly, the auxiliary feeding device can pass the wire at a speed defined by the main feeding device without having to synchronize the motor with the main feeding device. That is, it acts as if the torque limiter has released the speed control.
[0013]
The force applied to the welding wire by the induction motor of the auxiliary feeding device contributes to increase the control accuracy of the wire speed by the main feeding device. Usually, most of the factors that reduce the accuracy of speed control are frictional resistance generated in a guide pipe (conduit) provided to restrain unnecessary movement of the welding wire to guide and protect the transition.
[0014]
Because the welding wire is fed from outside the robot's operating area, the conduit may be 3 meters or more, and in some cases it may reach 20 meters. In any case, the auxiliary feeding device described above is designed to reduce or reduce the frictional resistance acting on the wire when passing through the long conduit.
[0015]
When the feeding force is compensated by such an auxiliary feeding device, the frictional resistance equivalent is reduced from the wire feeding force in the main feeding device, and the AC servo motor is reduced in size and weight. In addition, it can be easily mounted near the welding torch attached to the tip of the robot arm. Since speed control is performed only by the main feeding device, instability of speed control due to push-pull is eliminated, and further, synchronous control is not required, and the cost of the feeding system is promoted.
[0016]
Even if the feed route through the conduit becomes longer or a disturbance load acts on the feed route, as long as the friction resistance equivalent can be compensated by the feed force provided by the torque limiter, the main feed The apparatus can control the wire speed with high accuracy. This auxiliary feeding device can be used not only in a main feeding device equipped with an AC servo motor but also in cooperation with other types of main feeding devices such as a print motor placed on the upper arm of a robot, Wide versatility.
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2001-262310 A (page 4-5, FIG. 2-3)
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the auxiliary feeding device equipped with a torque limiter that realizes feeding by simply pressing the wire with a constant force by torque control, the retraction operation is a problem. This is because the induction motor adopted for the purpose of reducing the cost is not synchronized with the motor of the main feeding device, and the rotation direction cannot be changed without newly introducing a gear train, even if the rotation of the motor This is because even if the direction can be changed, there is a problem in responsiveness and retraction is not easy due to the fact that it cannot withstand actual use.
[0019]
Incidentally, the retraction is performed when the welding wire comes out of the contact tip and needs to be retracted, but in most cases, it is not necessary to strictly adjust the retraction amount or the speed. Therefore, the retraction may be performed only by reversing the AC servomotor of the main feeding device without driving the induction motor of the auxiliary feeding device. For example, even if the wire is prevented from being retracted by the auxiliary feeder, a conduit passage that is slightly larger than the wire diameter may be able to be secured by substantially bending the wire, for example, by bending the wire if the conduit is long. It is.
[0020]
For example, when the arc does not occur as planned at the arc start at the welding start point, the robot controller is instructed to start the retract. Arc retry (retry) by retraction is programmed to be aborted a predetermined number of times, but if retraction is repeated in response to a command, the wire will repeatedly receive unnecessary force in the conduit. .
[0021]
If the wire buckles due to repeated retraction, even when the wire is subsequently fed forward, smooth transition is hindered until the buckled portion exits the conduit. This not only reduces the stability of the welding quality, but also may stop the adoption of an auxiliary feeder equipped with an induction motor.
[0022]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an auxiliary feed provided with an induction motor and a torque limiter capable of controlling the torque of the output when using a plurality of wire feed devices by the push-pull method. Even when the equipment is used, when the welding wire is retracted, the auxiliary feeding device does not hinder the movement of the wire, and does not apply unnecessary force or deformation to the wire in the conduit. It is another object of the present invention to provide a welding wire retracting method and an auxiliary feeding device for the same, which facilitate smooth forward feeding thereafter.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a main feeding device that controls the speed of feeding of a welding wire, and an auxiliary feeding device that applies a feeding force against a frictional resistance generated in a conduit by controlling the output of an induction motor or the like to the welding wire. And is applied to a method in which the welding wire is pushed and pulled to the welding torch. The characteristic is that the welding wire 1 is separated by reverse feeding by the main feeding device 9 (see FIG. 9) by separating the pressure roll 16 of the auxiliary feeding device 11 from the feeding roll 15 with reference to FIG. Is to retract.
[0024]
The invention of the apparatus is a welding wire push-pull in which an output of an induction motor or the like is torque controlled so that a feeding force against a frictional resistance generated in a conduit is applied to a welding wire whose speed is controlled by a main feeding device It is applied to the auxiliary feeding device for feeding. This is provided with a roll support 17 that causes the pressure roller 16 that has been supported to face the feed roll 15 that moves the welding wire 1 in cooperation with the pressure roller 16. The pressure resilient member 27 that exerts a pressing force on the feeding roll 15 on the pressure roll 16 via the roll support 17 and pushes back the roll support 17 against the resilient force of the pressure resilient member. The pressure release mechanism 24 that releases the pressure state of the welding wire 1 by separating the pressure roll 16 from the feed roll 15; the feed roll 15 and its induction motor for torque control of the output of the induction motor 22 and the like. And a torque limiter 23 for transmitting torque in a non-contact manner using magnetism. When the welding wire is retracted, the pressure release mechanism 24 pushes back the roll support 17 to separate the pressure roll 16 from the feeding roll 15 and retracts the welding wire 1 by reverse feeding by the main feeding device 9. Is to be able to.
[0025]
As shown in FIG. 6, the roll support 17 is supported at one end and can be tilted to separate the press roll 16 from the feed roll 15. As shown in FIG. An engagement / disengagement unit 32 that can be engaged / disengaged with the pressurizing force adjusting body 25 and prevents tilting at the time of engagement and transmits a pressing force to the feeding roll 15 to the pressure roll 16 is provided. As shown in FIG. 8, the pressure release mechanism 24 may be configured to include a pressing member 34 that pushes back the roll support 17 and an actuator 36 that moves the pressing member back and forth.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the retracting method of the welding wire which concerns on this invention, and the auxiliary feeder for it are demonstrated in detail based on the embodiment. FIG. 9 shows the whole of equipment to be welded by a manipulator. The welding wire 1 can be fed out by a push-pull method and sent to the welding torch 2 and melted with electric energy to weld a workpiece (not shown). In FIG. 9, the wire feeding system 3 according to the present invention is depicted at the top.
[0027]
In the figure, 4 is a manipulator provided with a welding torch 2, 5 is a teach pendant used for teaching the movement of the manipulator in advance, and 6 is a controller for controlling the reproduction operation of the manipulator based on the teaching data. , 7 is a welding power source box, and 8 is a shield gas cylinder.
[0028]
A push-pull type is applied to the wire feeding system 3, a pull-side feeding device 9 is mounted in the vicinity of the welding torch 2 supported by the arms 4 a, 4 b, etc. A feeding device 11 is provided. The welding wire 1 fed out from the wire reel 10 is fed to the welding torch 2 via a conduit 12A that reaches the manipulator 4 and a conduit 12B that moves over the manipulator.
[0029]
In such welding equipment, the pull-side feeding device 9 of the feeding system 3 constitutes a main feeding device that controls the speed of feeding the welding wire, and the push-side feeding device 11 feeds the wire with a constant force by torque control. Auxiliary feeding device that performs the function of just pressing.
[0030]
The main feeding device 9 located on the downstream side of the wire is equipped with an AC servo motor with high control accuracy and excellent responsiveness so that the welding wire 1 is pulled out at a constant speed so as to keep the allowance from the contact tip. The feeding roll mounted on it is driven. On the other hand, the auxiliary feeding device 11 located on the upstream side includes an induction motor and a torque transmission coupling, and applies a force against frictional resistance to the wire 1 moving in the conduit 12. Take up most of the power you need.
[0031]
The motor used in the auxiliary feeding device is not limited to the induction motor, but a motor that is less expensive than the AC servo motor used in the above-mentioned main feeding device such as a DC motor, a synchronous motor, or a step motor is used. (In the present invention, these motors including induction motors are referred to as “induction motors”). Incidentally, an example of the structure of the torque transmission coupling (torque limiter) is described in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-262310, and therefore detailed description thereof is omitted here.
[0032]
Next, based on the auxiliary feeder 11, the structure of each welding wire feeder will be briefly described. When this device is installed in the vicinity of the wire reel as shown in FIG. 9, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), it is held by being supported by the gantry 13 or the like. As shown in FIG. 2, a feed roll 15 and a pressure roll 16 are employed to compress the welding wire 1. The feed roll is rotated by obtaining the driving force of the motor, and the pressure roll is driven to rotate along with the welding wire 1 that is moved by the rotation of the feed roll.
[0033]
The feed roll 15 is always in a fixed position, for example, by being supported by a casing of the feed device. The pressure roll 16 is supported by a roll support 17 and faces the feed roll, or can be moved away from the feed roll by tilting about the fulcrum 17a.
[0034]
In FIG. 2, for example, an inlet guide 18 </ b> A that guides the welding wire 1 from the wire reel 10 to the roll and an outlet guide 18 </ b> B that guides the wire that has passed through the roll to the conduit 12 are provided. The reason why the pressure roll 16 can be separated from and in contact with the feed roll 15 is to make it easier to guide the wire tip to each of these guides.
[0035]
The feed roll 15 is provided with grooves 15a (see also FIG. 8) for pressing the wire, but the pressure roll 16 has only a flat surface. It goes without saying that such grooves are provided as appropriate and are not limited to the combination of the drawings. In the main feeding device 9 (see FIG. 9) for controlling the wire speed by the AC servo motor, a roll system based on the same principle and mechanism as the auxiliary feeding device equipped with the induction motor is employed.
[0036]
By the way, in the present invention, when the pressure roll 16 of the auxiliary feeding device 11 is separated from the feeding roll 15 and the welding wire is retracted by the reverse feeding by the main feeding device, there is a problem after buckling of the welding wire. This is to prevent the phenomenon that appears. The details will be described below.
[0037]
The entire auxiliary feeding device 11 is shown in FIGS. 3 shows the front surface, FIG. 4 shows the side surface, and FIG. 5 shows the flat surface. However, the auxiliary feeding device 11 drives the feeding mechanism 21 and the feeding roll 15 shown in FIG. The induction motor 22 shown, the torque limiter 23 interposed between the feeding mechanism 21 and the induction motor 22, and the pressure roll 16 shown in FIG. The pressure release mechanism 24 shown in FIG.
[0038]
Referring to FIG. 3, the feeding mechanism 21 includes the feeding roll 15, the pressure roll 16, the roll support 17, and the wire guide 18, and the roll support 17 is connected to the feeding roll 15. It functions as a pressure lever for causing the pressure roll 16 to move the welding wire in cooperation with the feed roll 15. The pressure roll 16 can be moved away from the feed roll 15 by tilting as much as shown in FIG. Therefore, in addition to the above-described components, a pressure adjusting body 25 is also provided.
[0039]
One end of the pressure adjusting body 25 is supported by a bracket 26 fixed to the main body casing, and can be tilted from the state indicated by a two-dot chain line as shown in FIG. 7 to the position of the solid line. A pressure resilient member 27 such as a coil spring that exerts a pressing force on the feeding roll 15 on the pressure roll 16 is provided. The pressure adjusting body 25 forms one lever, but a housing 28 is provided in the middle of a shaft portion to be inserted into an engaging claw portion 32 to be described later of the roll support 17. A coil spring 27 is externally fitted to the shaft portion behind the housing 28 applied to the back surface.
[0040]
A step is formed in the middle of the shaft, and the side on which the coil spring 27 is fitted is narrowed. Therefore, the housing 28 fitted on the thin shaft is further in the direction of the fulcrum 29 at the step. It can no longer be displaced. The coil spring 27 is disposed between the housing 28 and a stopper 30 described below, and the housing 28 is always pressed in the step direction. However, when a force toward the stopper 30 is applied to the housing 28, the housing 28 can be slightly displaced along the thin shaft portion while contracting it against the elastic force of the coil spring 27. ing.
[0041]
The stopper 30 also functions as a pressure adjusting member for changing the resilient force of the coil spring 27. This is screwed into a screw 31 engraved on the shaft, and when the stopper 30 is rotated as a pressure handle, the elastic force of the coil spring 27 can be changed by its advancement and retraction. In the figure, the spring is located between the housing 28 and the pressure handle 30 and is sufficient. However, if the inside of the pressure handle 30 is made hollow and a long coil spring can be used, it will be elastic. Easy to fine-tune the force.
[0042]
This pressure adjusting member 30 adjusts the pressure of the welding wire by the feeding roll and the pressure roll. The welding wire has a diameter of, for example, 0.8 to 1.6 mm, and the material is iron or aluminum. The welding wire can be fed with the optimum dredging pressure, even if it is hard and soft, such as a kind, and even with one type of auxiliary feeding device, the application range is expanded, and it is extremely convenient in practical use It becomes. In addition, when using an aluminum wire, it is desirable to employ the auxiliary feeding device according to the present invention regardless of the length of the conduit. This is because aluminum is soft and can easily be wrinkled even if it has a low frictional resistance only by pulling by the main feeding device on the pull side.
[0043]
A little more about the roll support 17 will be described. This can be tilted to separate the pressure roll 16 from the feed roll 15, but can be engaged with and disengaged from the pressure adjusting body 25 described above, and when engaged, the tilt is repelled by the housing 28 and the coil spring 27. Is blocked. If the pressing handle 30 is set so that the elastic force of the coil spring 27 becomes a desired value, the pressing roll 16 generates a saddle pressure corresponding to the elastic force with the feeding roll 15.
[0044]
In order to receive the elastic force, the roll support 17 is formed with an engaging claw portion 32 (see FIG. 4) having a U-shaped notch. This can be engaged / disengaged with the pressure adjusting body 25 and functions as an engagement / disengagement section that elastically blocks the tilting of the roll support body 17 and transmits the pressing force to the feeding roll 15 to the pressure roll 16 when engaged. To do.
[0045]
With respect to the feeding mechanism 21 configured as described above, a pressure release mechanism 24 is provided in the upper half of the main body as can be seen from FIG. As shown in FIG. 1, the roll support 17 is pushed back against the elastic force of the coil spring 27, the two-dot chain pressure roll 16 is separated from the feed roll 15 as shown by a solid line, and welding is performed. It acts to release the overpressure condition of the wire 1.
[0046]
The pressure release mechanism 24 includes a pressing member 34 shown in FIG. 8 that slightly tilts the roll support 17, a link body 35 that moves the pressing member forward and backward, and an actuator 36 that moves the link body. The pressing member 34 functions as a knocker that presses any part of the roll support 17, and is attached to the tip of the main link 35 </ b> A that swings in a seesaw manner, for example.
[0047]
The link body 35 includes a main link 35A and an auxiliary link 35B that swings the link body 35. For example, the knocker 34 advances according to the movement of the solenoid 36 that pulls the rod 37 when energized, and the pressure roll 16 is moved via the roll support body 17. Separated from the feed roll 15. If the drive of the solenoid is stopped, the rod is placed in a free state, but the knocker 34 is restored by the elastic force of the coil spring 27, and eventually the rod 37 is pulled out and returned to its original state.
[0048]
If the auxiliary feeding device is configured in this way, the pressure roll can be separated from the feeding roll, and the welding wire can be retracted by reverse feeding by the main feeding device equipped with an AC servo motor. That is, the auxiliary feeding device compresses the welding wire at the time of retraction, so that the retreating welding wire is not buckled in the conduit. The retract startability is improved, the subsequent wire feeding is smooth, and the welding quality is maintained at a high level. The retract command is executed by the operator pressing a predetermined button on the teach pendant 5 (see FIG. 9) or the like.
[0049]
Since it is not necessary to synchronize between the motor of the auxiliary feeding device and the motor of the main feeding device, the driving-related parts in the auxiliary feeding device can be reduced in price. The feeding force by the torque limiter can be adjusted in the range of 0 to several kg by operating the torque adjusting ring 41 shown in FIG. 4 to select an appropriate transmission rate and screwing and fixing the detent 42. . This also facilitates matching with various types of welding wires. This torque limiter keeps only the transmission torque at a desired value regardless of the rotational speed, so that the feed speed of the push-side roll naturally becomes the speed of the pull-side feeding device.
[0050]
Torque adjustment by the torque limiter is non-contact type torque transmission using magnetism, and the transmission rate can be determined by the scale of the torque adjustment ring 41 attached around the limiter. As described above, not only can the frictional resistance be almost equal, but the eye can be set to a large eye. A reduction gear 43 is installed on the output shaft side of the torque limiter so that the rotation of the induction motor that rotates at a constant speed is reduced so that the rotation of the feed roll is close to the feed speed of the welding wire to some extent. It has become.
[0051]
Incidentally, the adjustment of the transmission torque in the torque limiter is performed at that time if the length of the conduit or the shape of the path changes. This is also done each time the diameter or material of the welding wire changes. In other words, if they do not change, the feeding resistance hardly changes, so once set, adjustment for the same workpiece becomes unnecessary in principle.
[0052]
Incidentally, in FIG. 4, 38 is a power-on switch, and 39 is an inching command button. The latter is used when exchanging the welding wire. If this button is pressed in a state where the pressure of the welding wire is released in advance by, for example, retracting the pressure roll of the main feeding device, auxiliary feeding will be performed. The induction motor 22 of the apparatus 11 can be rotated to automatically pass the wire through the conduit or to the contact tip of the welding torch. As a result, it is possible to reduce the time and labor required for exchanging wires.
[0053]
The actuator employed in the pressure release mechanism is not limited to the solenoid described above, and a known driving device may be used as appropriate. The link body for advancing and retracting the knocker is not limited to the illustrated one, and an appropriate configuration can be selected. In FIG. 4, the plate 40 as a driven member attached to the roll support 17 can be seen in the front.
[0054]
This is to make it easy for the knocker 34 to push the roll support 17 and to allow the roll support 17 to tilt without being obstructed by the pressure adjusting body 25. Therefore, as can be seen from FIG. 8, the knocker 34 can be provided at a position that does not overlap the pressure adjusting body 25. Of course, if the knocker is provided at an appropriate position and can be brought into contact with, for example, the abdomen 32a of the engaging claw portion 32 of the roll support member 17, there is no problem.
[0055]
By the way, in the description of the present invention, one auxiliary feeding device is arranged on the upstream side, but in the case of a long conduit, a second unit can be installed in the middle. Further, the main feeding device can be arranged upstream, and the auxiliary feeding device can be placed on the upper arm of the manipulator. Although the push function and the pull function are reversed, there is no special obstacle in making the frictional resistance cover in the auxiliary feeding device and the speed control in the main feeding device.
[0056]
The auxiliary feeding device only needs to apply a force equal to the feeding resistance generated in the conduit to the welding wire. However, even if a feeding force larger than that is given, no problem occurs in operation. On the other hand, it is clear that even a little smaller power is better than no power. As described above, the magnitude of compensation for the frictional resistance is performed by the torque adjustment ring.
[0057]
Although the main feeding apparatus has been described on the assumption that an AC servo motor is used, the main feeding apparatus does not necessarily have to be a motor of that kind. If at least the auxiliary feeding device is constituted by the induction motor described in this example or the motor described below, the problem of frictional resistance in the conduit and the disadvantage at the time of retracting can be solved as much as possible. The motor used in the auxiliary feeding device is not limited to the induction motor, and a motor that is less expensive than an AC servo motor such as a DC motor, a synchronous motor, or a step motor is used.
[0058]
Further, the welding can be applied not only in the gas shield consumable electrode type arc welding method but also in the gas shield non-consumable electrode type arc welding method such as TIG welding using a filler wire. Furthermore, the present invention can also be applied to arc spraying introduced in JP-A-2001-262310. In the case of this arc spraying, the auxiliary feeding device sends two spraying wires at the same time. However, two torque transmission couplings are driven by one motor, and each roll support is pressed by one press. The release mechanism may be operated simultaneously so that the two electrodes can be wire retracted.
[0059]
The roll support body and the pressure adjusting body described so far have a tilting structure. However, the present invention is not limited to this, and the roll support body and the pressure adjustment body may be guided by a guide rail or the like so that they can advance and retreat. In any case, the present invention can be applied as long as it can exhibit functions such as separation / contact between the rolls, reed pressure of the welding wire, pressure adjustment, and pressure release.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the pressure roll of the auxiliary feeding device is separated from the feeding roll, it becomes easy to retract the welding wire by reverse feeding by the main feeding device, and the welding operation is facilitated. And can stabilize the welding quality.
[0061]
In the invention of the auxiliary feeding device, the roll support body bearing the pressure roll is pushed back against the elastic force of the pressure elastic member, and the pressure roll is separated from the supply roll to Since the pressure release mechanism that releases the negative pressure state is provided, the auxiliary feeding device does not restrain the movement of the welding wire at the time of release, and the welding wire is not deformed by the reverse feed by the main feeding device. Retract instantly. In addition, torque adjustment by the torque limiter is a non-contact type torque transmission using magnetism, and its transmission rate can be determined. it can. When the length of the conduit or the shape of the path changes, or when the diameter or material of the welding wire changes, the transmission torque can be adjusted each time by the torque limiter.
[0062]
A tiltable roll support body can be engaged with and disengaged from the pressure adjusting body, and includes an engagement / disengagement section that elastically prevents tilting when engaged and transmits a pressing force to the feeding roll to the pressure roll. According to the configuration in which the pressure roll can be separated from the feeding roll by receiving the force to push back by the operation of the actuator, the structure for adding a retract function can be obtained by using the feeding mechanism of the welding wire as it is. Thus, the device can be miniaturized and the number of parts can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a mechanism diagram for explaining the movement of a welding wire retracting method and auxiliary feeding device according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a feeding state by partially removing a feeding mechanism.
FIG. 3 is a front view of an auxiliary feeding device.
FIG. 4 is a side view of an auxiliary feeding device.
FIG. 5 is a plan view of an auxiliary feeding device.
FIG. 6 is an operation diagram showing a state in which the roll support in the feeding mechanism is tilted to the maximum extent.
FIG. 7 is an operation diagram illustrating the movement of the pressure adjusting body.
FIG. 8 is an operation diagram illustrating the movement of the pressure release mechanism.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a welding system using a manipulator.
FIGS. 10A and 10B show an installed state of an auxiliary feeding device arranged in the vicinity of a wire reel, where FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a front view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Welding wire, 2 ... Welding torch, 3 ... Wire feeding system, 4 ... Manipulator, 9 ... Pull side feeding device (main feeding device), 11 ... Push side feeding device (auxiliary feeding device), 12, 12A, 12B ... Conduit, 15 ... Feed roll, 16 ... Pressure roll, 17 ... Roll support, 22 ... Induction motor, 23 ... Torque limiter (torque transmission coupling), 24 ... Pressure release mechanism, 25 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Pressure adjusting body, 27 ... Pressing elastic member (coil spring), 32 ... Claw part for engagement (engagement / disengagement part), 34 ... Pressing member (knocker), 36 ... Actuator.

Claims (3)

溶接ワイヤの送りを速度制御する主送給装置と、インダクションモータ等の出力をトルク制御してコンジット内で発生する摩擦抵抗に抗した送給力を溶接ワイヤに与える補助送給装置とを用い、溶接ワイヤを溶接トーチまでプッシュプル送給する方法において、
前記補助送給装置の加圧ロールを送給ロールから離反させ、前記主送給装置による逆送りによって溶接ワイヤをリトラクトさせるようにしたことを特徴とする溶接ワイヤのリトラクト方法。
Welding using a main feeding device that controls the speed of welding wire feed and an auxiliary feeding device that gives the welding wire a feeding force against the frictional resistance generated in the conduit by controlling the output of the induction motor, etc. In the method of push-pull feeding the wire to the welding torch,
A method of retracting a welding wire, wherein the pressure roll of the auxiliary feeding device is separated from the feeding roll, and the welding wire is retracted by reverse feeding by the main feeding device.
インダクションモータ等の出力をトルク制御し、コンジット内で発生する摩擦抵抗に抗した送給力が主送給装置により速度制御される溶接ワイヤに与えられるようにしている溶接ワイヤプッシュプル送給用の補助送給装置において、
軸承した加圧ロールを、該加圧ロールと協働して溶接ワイヤを移行させる送給ロールに臨ませるロール支持体と、
該ロール支持体を介して前記送給ロールに対する押し付け力を加圧ロールに及ぼす加圧弾発部材と、
該加圧弾発部材の弾発力に抗して前記ロール支持体を押し返し、加圧ロールを送給ロールから離反させて溶接ワイヤの挾圧状態を解除する加圧解除機構と、
前記インダクションモータ等の出力をトルク制御するため送給ロールと該インダクションモータ等との間に介在され、磁気を利用して非接触式にトルク伝達するトルクリミッタとを具備し、
溶接ワイヤのリトラクト時は、前記加圧解除機構が前記ロール支持体を押し返して加圧ロールを送給ロールから離反させ、前記主送給装置による逆送りによって溶接ワイヤをリトラクトさせることができるようにしたことを特徴とする溶接ワイヤ補助送給装置。
Auxiliary for welding wire push-pull feeding by controlling the torque of the output of the induction motor, etc., so that the feeding force against the frictional resistance generated in the conduit is applied to the welding wire whose speed is controlled by the main feeding device In the feeding device,
A roll support that causes the pressure roll that has been supported to face a feeding roll that moves the welding wire in cooperation with the pressure roll;
A pressure elastic member that exerts a pressing force on the pressure roll on the pressure roll via the roll support;
A pressure release mechanism that pushes back the roll support against the elastic force of the pressure elastic member and releases the pressure state of the welding wire by separating the pressure roll from the feed roll;
A torque limiter that is interposed between a feed roll and the induction motor and the like for torque-controlling the output of the induction motor and the like, and transmits torque in a non-contact manner using magnetism;
When the welding wire is retracted, the pressure release mechanism pushes back the roll support so that the pressure roll is separated from the feeding roll, and the welding wire can be retracted by reverse feeding by the main feeding device. A welding wire auxiliary feeding device characterized by the above.
前記ロール支持体は一端が支承されて前記加圧ロールを送給ロールに離接するため傾動可能であり、前記加圧弾発部材を搭載した加圧力調整体と係脱可能で、係合時には傾動を阻止すると共に前記送給ロールへの押し付け力を加圧ロールに伝える係脱部を備え、
前記加圧解除機構は、前記ロール支持体を押し返す押圧部材と該押圧部材を進退させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項2に記載されたリトラクト可能な溶接ワイヤ補助送給装置。
The roll support is supported at one end and can be tilted because the pressure roll is separated from and in contact with the feed roll. The roll support can be engaged with and disengaged from the pressure adjusting body on which the pressure elastic member is mounted. And an engagement / disengagement part that transmits the pressing force to the feeding roll to the pressure roll,
The retractable welding wire auxiliary feeding device according to claim 2, wherein the pressure release mechanism includes a pressing member that pushes back the roll support and an actuator that moves the pressing member back and forth.
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