JP2001259945A

JP2001259945A - 工作機械上での溶接システム

Info

Publication number: JP2001259945A
Application number: JP2000079621A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Takeshita; 朋春竹下; Tomohiro Nonaka; 智博野中; Norikazu Nakamura; 憲和中村; Yasuhiro Ishida; 康弘石田; Hiroaki Nakamura; 裕章中村
Original assignee: Fukuoka Prefecture
Current assignee: Fukuoka Prefecture
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-25
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: JP4599475B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工中の工作物を工作機械上から下ろすこと
なく、修正加工を自動的に実施できる工作機械上での溶
接システムを提供する。【解決手段】回転駆動可能な主軸の端部に工具ホルダ
ーの工具取付け部１１ａを有する工作機械に取付ける工
作機械上での溶接システム１０であって、工具取付け部
１１ａに、工具ホルダーの代わりに取付け可能なトーチ
ホルダー１１と、トーチホルダー１１に取付けられる溶
接トーチ１２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型加工などの機
械加工分野における、設計変更や加工ミスを補修する工
作機械上での溶接システム（即ち、機上溶接装置）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型等の設計変更や加工ミスの発
生時には、熟練した技能者が溶接機を使用して、手動に
より金型等の肉盛溶接をしている。また、金型意匠面の
溶接については、高度な溶接ノウハウ（溶接の技術的知
識、情報やこつ）を必要とするため、熟練した溶接技能
者が自社内にいない企業では対応できず、遠方の業者に
依頼している。そのため、加工中の工作物を工作機械か
ら下ろし、工作物を業者へ輸送している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法には解決すべき以下の問題があった。金型等の設計変
更や加工ミスの変更を人手に頼っているため、熟練した
技能を有する技能者が必要であった。しかし、その一方
で、そのような作業のできる熟練した技能者は年々減少
しており、顧客のニーズに応じた即座の対応を困難にし
ている。また、金型意匠面の溶接は、遠方の業者に依頼
しているため、加工中の工作物をその都度工作機械から
下ろし梱包するので、作業性が悪かった。また、工作機
械から下ろした工作物を業者のところへ輸送するため往
復の輸送費用がかかり、更に、往復の輸送時間もかかる
ため製品完成までの時間が長くかかっていた。そして、
溶接後の工作物を再度工作機械上に配置する場合、工作
物の位置調整を再度行う必要があるので、作業性が悪
く、また工作物の位置調整に時間を要していた。本発明
はかかる事情に鑑みてなされたもので、加工中の工作物
を工作機械上から下ろすことなく、修正加工を自動的に
実施できる工作機械上での溶接システムを提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る工作機械上での溶接システムは、回転駆動可能な主
軸の端部に工具ホルダーの工具取付け部を有する工作機
械に取付ける工作機械上での溶接システムであって、工
具取付け部に、工具ホルダーの代わりに取付け可能なト
ーチホルダーと、トーチホルダーに取付けられる溶接ト
ーチとを有する。このように構成することで、工作物の
加工中に、工作物の設計変更や加工ミスを補修しなけれ
ばならない問題が生じても、加工途中で、工作機械の主
軸の端部にある工具取付け部に取付けられた加工用の工
具を、工具取付け部に取付け可能なトーチホルダーを有
する工作機械上での溶接システムに代えることが可能と
なる。これにより、加工途中で、工作物を工作機械から
下ろすことなく、工作物の設計変更や加工ミスを補修す
る溶接、例えば肉盛溶接等を工作機械上で実施すること
が可能となる。

【０００５】ここで、本発明に係る工作機械上での溶接
システムにおいて、トーチホルダーは、溶接トーチの旋
回機構、傾斜機構及び上下動機構を有することが好まし
い。このように構成することで、工具取付け部を有する
工作機械、又は加工中の工作物を動かすことなく、工作
物の設計変更や加工ミス部分を、瞬時に、しかも的確に
補修することが可能となる。そして、本発明に係る工作
機械上での溶接システムにおいて、トーチホルダーに取
付けられた溶接トーチの旋回角度、傾斜角度、及び上下
動位置を検知するセンサーが設けられていることが好ま
しい。このように構成することで、３次元形状、例えば
曲面を有する工作物の湾曲した溶接部に対しても、自動
的に湾曲した溶接部の実質的に法線方向に溶接トーチを
配置でき、しかも溶接部と溶接トーチとの距離（溶接ギ
ャップ）も制御できる。更に、本発明に係る工作機械上
での溶接システムにおいて、トーチホルダーには、溶接
トーチを水平方向に移動させる水平移動機構が設けられ
ていることが好ましい。このように構成することで、溶
接部を直線的に溶接するだけでなく、溶接トーチを水平
方向に往復運動させることが可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
工作機械上での溶接システムの正面図、図２は同工作機
械上での溶接システムの水平移動機構の部分拡大図、図
３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同工作機械上での溶接シス
テムの変形例に係る旋回機構の部分拡大図、図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同工作機械上での溶接システ
ムの変形例に係る傾斜機構の部分拡大図、図５は同工作
機械上での溶接システムの変形例に係る水平移動機構の
部分拡大図、図６は同工作機械上での溶接システムの変
形例に係る上下動機構の部分拡大図である。

【０００７】図１に示すように、本発明の一実施の形態
に係る工作機械上での溶接システム（以下、溶接システ
ムという）１０は、モータによって回転駆動可能な主軸
の端部に工具ホルダーの工具取付け部１１ａを有する工
作機械（図示しない）に取付ける溶接システムである。
そして、溶接システム１０は、工作機械の工具取付け部
１１ａに、工具ホルダーの代わりに取付け可能なトーチ
ホルダー１１と、トーチホルダー１１に備えられる溶接
トーチ１２と、溶接時の溶接トーチ１２のコントロール
を行う制御装置１３とを有する。更に、トーチホルダー
１１は、溶接トーチ１２を旋回させる旋回機構１４と、
溶接トーチ１２を傾斜させる傾斜機構１５と、溶接トー
チ１２を上下動させる上下動機構１６と、溶接トーチ１
２を水平方向に移動させる水平移動機構１７とを有して
いる。溶接トーチ１２と上下動機構１６は、水平移動機
構１７により共に水平方向に移動可能となるので、幅溶
接が可能となる。また、この水平移動機構１７は傾斜機
構１５に取付けられている。

【０００８】なお、溶接システム１０には、トーチホル
ダー１１に取付けられた溶接トーチ１２の旋回角度、傾
斜角度、及び上下動位置を検知するセンサーの一例であ
るエンコーダ（図示しない）が、旋回機構１４、傾斜機
構１５及び上下動機構１６の例えばモータにそれぞれ設
けられている。これにより、溶接トーチ１２の旋回角
度、傾斜角度、及び上下動位置を容易に検知できる。従
って、工作物の形状データであるＣＡＤ、ＣＡＭデータ
を予め制御装置１３に与えることで、工作物の加工修正
を行うことが可能となる。なお、このエンコーダは、水
平移動機構１７の例えばモータに設けることも可能であ
るため、溶接トーチ１２を水平方向に移動させたときの
水平移動量も検知することができる。これにより、溶接
トーチ１２の水平移動位置を容易に検知できる。従っ
て、工作物の形状データであるＣＡＤ、ＣＡＭデータを
予め制御装置１３に与えることで、工作物の加工修正を
行うことが可能となる。以下、詳しく説明する。

【０００９】図１に示すように、溶接システム１０のト
ーチホルダー１１は基部に、工作機械の工具取付け部１
１ａ側に縮径する円錐台形状となったトーチホルダー装
着部１１ｂを有する。これにより、工作機械の工具取付
け部１１ａに溶接システム１０を容易に取付けることが
可能となり、しかもこのようにトーチホルダー装着部１
１ｂがテーパー状となっていることで、容易に主軸の中
心に溶接システム１０を配置することが可能となる。従
って、溶接システム１０は、工作機械に常に一定の位置
で固定できるので、溶接部の溶接を的確に、しかも制御
装置１３で行う制御通りに実施することが可能となる。
また、制御装置１３は、コード１９を介して溶接トーチ
１２に接続されている。従って、制御装置１３は、溶接
を実施する際の電源として機能し、しかも制御装置１３
からのＣＡＤ、ＣＡＭのデータをもとに行う溶接トーチ
１２の旋回角度、傾斜角度、上下動位置、水平移動量の
コントロール、及び溶接時のパルス間隔の調整等を実施
することが可能となる。

【００１０】図１に示すように、トーチホルダー１１に
は、トーチホルダー装着部１１ｂの下部に、旋回台２０
を旋回可能とする旋回機構１４が設けられている。この
旋回台２０には、旋回台２０を旋回させる動力を受ける
ヘッドプーリ２１が旋回台２０に一体となって設けられ
ている。また、このヘッドプーリ２１の側方には、ヘッ
ドプーリ２１の駆動手段であるモータ２２が取付けられ
たテールプーリ２３が備えられており、このヘッドプー
リ２１とテールプーリ２３には無端ベルト２４が掛け渡
されている。従って、モータ２２を作動させることで、
テールプーリ２３が回転駆動し、この駆動力が無端ベル
ト２４を介してヘッドプーリ２１に伝達されることで、
工作機械の回転駆動可能な主軸を中心として溶接トーチ
１２を旋回可能としている。

【００１１】図１に示すように、トーチホルダー１１に
は、旋回台２０の下部に設けられ、支持台３０を傾斜可
能とする傾斜軸３１を有する傾斜機構１５が備えられて
いる。この支持台３０上端の両側部には、支持台３０に
対して実質的に垂直に設けられ、しかも傾斜軸３１と一
体となって設けられた左右の保持部３２、３３が備えら
れている。更に、この傾斜軸３１には、支持台３０を傾
斜させるための動力を受けるヘッドプーリ３４が、傾斜
軸３１に一体となって設けられている。一方、傾斜軸３
１は、上端が旋回台２０に固定され旋回台２０に対して
実質的に垂直に設けられた傾斜軸保持部３５の中央部
に、回動可能に挿通されている。

【００１２】また、傾斜機構１５は、ヘッドプーリ３４
の側方にヘッドプーリ３４を駆動させるためのモータ
（図示しない）が備えられたテールプーリ（図示しな
い）を有し、しかもヘッドプーリ３４とテールプーリに
は無端ベルト３６が掛け渡されている。従って、モータ
を作動させることで、テールプーリが回転駆動し、この
駆動力が無端ベルト３６を介してヘッドプーリ３４に伝
達されるので、旋回台２０に対して傾斜軸３１を中心と
して溶接トーチ１２を傾斜可能としている。旋回機構１
４と傾斜機構１５とを、上記のように構成することで、
旋回機構１４により、傾斜機構１５が備えられた旋回台
２０を旋回させ、その後、溶接部の溶接箇所に応じて、
傾斜機構１５により支持台３０を傾斜させることが可能
となる。

【００１３】図２に示すように、トーチホルダー１１に
は、溶接トーチ１２が備えられた上下動機構搭載板４０
を水平移動可能とする水平移動機構１７が備えられてい
る。支持台３０下端の両側部には、支持台３０に対して
実質的に垂直に設けられた左右の保持部４１、４２が備
えられている。この左右の保持部４１、４２の下側部内
側（上下動機構搭載板４０側）には、モータ４３により
駆動するピニオンギア４４が、上下動機構搭載板４０を
支持台３０と平行に、しかも前後方向に移動可能となる
ようにそれぞれ備えられており、一方、上下動機構搭載
板４０の両側部には、ピニオンギア４４と係合するラッ
ク４５が、上下動機構搭載板４０を支持台３０と平行
に、しかも前後方向に移動可能となるようにそれぞれ備
えられている。また、上下動機構搭載板４０と左右の保
持部４１、４２との間には、例えばレールやベアリング
等のガイド部材（図示しない）がそれぞれ設けられてい
るので、上下動機構搭載板４０は左右の保持部４１、４
２に保持される。また、モータ４３によりピニオンギア
４４を駆動することで、溶接トーチ１２を搭載した上下
動機構搭載板４０を水平移動させることが可能となる。
従って、このような水平移動を往復して行うことで、溶
接トーチ１２を揺動（ウェービング）させることが可能
となる。なお、ラック４５の長さを長くすることで、溶
接トーチ１２の水平移動距離を長くし、その移動場所で
揺動させることも可能である。

【００１４】図１に示すように、トーチホルダー１１の
上下動機構１６はボールねじ５０を有しており、ボール
ねじ５０の下端に取付けられた溶接トーチ１２を上下動
可能としている。このボールねじ５０は、ねじ溝を有す
るねじ軸５１と、同様の溝を有するナット５２とを備
え、しかもねじ軸５１とナット５２の間、即ち溝には多
数の鋼球（図示しない）を備えているので、ねじ軸５１
又はナット５２の回転に伴ってねじ軸５１の溝、及びナ
ット５２の溝が、それぞれの鋼球と転がり接触をする。
この際、個々の鋼球はナット５２の溝の端部まで転がる
と、ここで、ねじ溝からすくい出され、ナット５２の中
を通り抜けて他端に導かれ、ここから再びねじ溝に入る
ようになっている。即ち、エンドレスに並んだ鋼球は、
いずれも一つの閉回路の中を循環する構成となってい
る。

【００１５】また、このねじ軸５１の上側と下側は、そ
れぞれねじ軸５１を回転させることなく上下動可能とす
るガイド部材の一例であるブッシュ（ブシュ）５３が設
けられ、しかもこのブッシュ５３は、上下動機構搭載板
４０に取付けられている。一方、ナット５２は一定の位
置で回転可能となるように、固定具により上下動機構搭
載板４０に固定され、しかもナット５２には、ナット５
２に一体となって設けられたヘッドプーリ５４が備えら
れている。また、このヘッドプーリ５４の裏側には、上
下動機構搭載板４０を介してヘッドプーリ５４を駆動さ
せるためのモータ（図示しない）が備えられたテールプ
ーリ（図示しない）が設けられており、しかもヘッドプ
ーリ５４とテールプーリには無端ベルト５５が掛け渡さ
れている。従って、モータを作動させることで、テール
プーリが回転駆動し、この駆動力が無端ベルト５５を介
してヘッドプーリ５４に伝達され、ナット５２を回転可
能とする。

【００１６】このように、ナット５２を回転させると、
通常のねじと同様に、ナット５２が１回転するごとに１
ピッチ分だけねじ軸５１が前進又は後退するので、ナッ
ト５２の回転運動が、ねじ軸５１の直線運動へと変換さ
れる。従って、モータを作動させることで、テールプー
リが回転駆動し、この駆動力が無端ベルト５５を介し
て、ナット５２に備えられたヘッドプーリ５４に伝達さ
れるため、溶接トーチ１２を上下動させることが可能と
なる。これにより、溶接部と溶接トーチ１２との距離
を、必要な距離に調節することが可能となる。

【００１７】次に、上記した一実施の形態に係る溶接シ
ステム１０の動作方法について説明する。まず、工作機
械の工具取付け部１１ａから工具ホルダーを取外し、ト
ーチホルダー１１のトーチホルダー装着部１１ｂを装着
する。修正加工を行う工作物の近傍に溶接システム１０
を配置する。次に工作物の溶接部の実質的に法線方向に
溶接トーチ１２を配置できるように、工作物の形状デー
タであるＣＡＤ、ＣＡＭデータを予め制御装置１３に与
えることで、旋回機構１４により溶接トーチ１２を旋回
させた後、傾斜機構１５により溶接トーチ１２を傾斜さ
せる。そして、上下動機構１６により溶接部と溶接トー
チ１２の距離を調節し、水平移動機構１７で溶接トーチ
１２を揺動しながら溶接を行う。これにより、溶接部の
実質的に法線方向に、常に溶接トーチ１２を配置するこ
とが可能となるため、良好な溶接を実施できる。

【００１８】続いて、本実施の形態に係る溶接システム
１０の旋回機構１４の変形例について説明する。図３
（ａ）に示すように、旋回機構６０は、トーチホルダー
装着部６１の下部中央に、溶接トーチ１２が旋回可能と
なるように、モータ６２の回転軸６３を工作機械の主軸
方向と同一方向に配置し、更にこの回転軸６３の下側
に、回転軸６３と一体となった旋回台６４を備えてい
る。なお、モータ６２はトーチホルダー装着部６１の下
端に一体となって設けられたモータ保持部６５により固
定されている。また、旋回台６４は、ベアリング６６を
介してモータ保持部６５に備えられているので、旋回台
６４がモータ保持部６５に対して旋回可能となる。従っ
て、モータ６２を作動させることにより、容易にモータ
６２の動力を旋回台６４に伝達することができ、必要な
角度だけ旋回台６４を旋回させることが可能となる。

【００１９】また、図３（ｂ）に示すように、旋回機構
７０は、トーチホルダー装着部７１の下端に備えられた
円柱状のケーシング７２内部で旋回する円柱状の回転体
７３を備えている。また、この回転体７３の周囲には、
マグネット（磁石）７４が設けられている。そして、こ
の回転体７３の外側周囲には、マグネット７４と一定の
間隔（磁力の働く距離）を有してケーシング７２内部に
固定された複数個（例えば、２〜４個程度）のコイル７
５が、等間隔で備えられている。また、回転体７３の下
端には、旋回台７６が一体となって設けられており、し
かも、旋回台７６は、ベアリング７７を介してケーシン
グ７２の下側に備えられているので、旋回台７６がケー
シング７２に対して旋回可能となる。従って、コイルに
電流を流すことで回転体７３を旋回させることが可能と
なるので、必要な角度だけ旋回台７６を旋回させること
が可能となる。

【００２０】次に、本実施の形態に係る溶接システム１
０の傾斜機構１５の変形例について説明する。図４
（ａ）に示すように、傾斜機構７９は、旋回台２０の下
部に設けられ、支持台８０を傾斜可能とする傾斜軸８１
を有している。この支持台８０上端には、支持台８０に
対して実質的に垂直に設けられ、しかも傾斜軸８１と一
体となって設けられた傾斜部８２が備えられている。一
方、旋回台２０下端の両側部には、旋回台２０に対して
実質的に垂直に設けられ、しかも傾斜軸８１を回動可能
とするベアリング８３が備えられた左右の保持部８４、
８５が固定されている。また傾斜軸８１は、モータ８６
の回転軸（図示しない）と一体となって設けられてい
る。これにより、モータ８６の動力を傾斜軸８１に伝達
できるので、旋回台２０に対して傾斜軸８１を中心とし
て溶接トーチ１２を傾斜可能としている。

【００２１】また、図４（ｂ）に示すように、傾斜機構
９０は、旋回台２０の下部に設けられ、支持台９１を傾
斜可能とする傾斜軸９２を有している。この支持台９１
上端の両側部には、支持台９１に対して実質的に垂直に
設けられ、しかも傾斜軸９２と一体となって設けられた
左右の保持部９３、９４が備えられている。更に、この
傾斜軸９２には、円柱状の回転体９５が傾斜軸９２の中
央部に、軸心を同一にして一体となって設けられてい
る。一方、旋回台２０の下端には、回転体９５を支持
し、しかも回転体９５を回動可能とするように、ベアリ
ング９６が備えられたケーシング９７が取付けられてい
る。そして、回転体９５の周囲には、マグネット（磁
石）９８が設けられ、一方、この回転体９５の外側周囲
には、マグネット９８と一定の間隔（磁力の働く距離）
を有してケーシング９７に固定された複数個（例えば、
２〜４個程度）のコイル９９が、等間隔で備えられてい
る。従って、コイル９９に電流を流すことで、回転体９
５を回転させることが可能となるので、旋回台２０に対
し、傾斜軸９２を中心として溶接トーチ１２を傾斜可能
としている。

【００２２】次に、本実施の形態に係る溶接システム１
０の水平移動機構１７の変形例について説明する。図５
に示すように、水平移動機構１１０は、溶接トーチ１２
が備えられた上下動機構搭載板４０と、支持台３０下端
の両側部にそれぞれ支持台３０に対して実質的に垂直に
設けられた左右の保持部４１、４２との間に、それぞれ
設けられている。そして、この左右の保持部４１、４２
の下側部内側（上下動機構搭載板４０側）には、上下動
機構搭載板４０を支持台３０と平行に、しかも前後方向
に移動可能となるように、溶接システム１０の前後方向
にマグネット（磁石）１１１が備えられている。一方、
上下動機構搭載板４０の両側部には、配置されたマグネ
ット１１１と一定の間隔（磁力の働く距離）を有して向
き合った状態で、コイル１１２を等間隔に設けている。
また、上下動機構搭載板４０と左右の保持部４１、４２
との間には、ガイド部材の一例であるレール１１３が、
マグネット１１１の両側（上下）に、マグネット１１１
と一定の間隔をおいて平行に設けられている。従って、
コイル１１２に電流を流すことで、上下動機構搭載板４
０を水平移動させることが可能となるので、このような
水平移動を往復して行うことにより、溶接トーチ１２を
揺動（ウェービング）させることが可能となる。なお、
マグネット１１１及びコイル１１２を、それぞれ一直線
上に長い距離配置することで、その移動場所で溶接トー
チ１２を揺動させることも可能である。

【００２３】次に、本実施の形態に係る溶接システム１
０の上下動機構１６の変形例について説明する。図６に
示すように、上下動機構１２０は、前述したねじ軸５１
とナット５２とを備えたボールねじ５０を有しており、
ボールねじ５０の下端に取付けられた溶接トーチ１２を
上下動可能としている。

【００２４】ナット５２の周囲には、マグネット（磁
石）１２１が設けられ、一方、このナット５２の外側周
囲には、マグネット１２１と一定の間隔（磁力の働く距
離）を有して上下動機構搭載板４０に固定された複数個
（例えば、２〜４個程度）のコイル１２２が、等間隔で
備えられている。従って、コイル１２２に電流を流すこ
とでナット５２を回転させることが可能となる。これに
より、通常のねじと同様に、ナット５２が１回転するご
とに１ピッチ分だけねじ軸５１を前進又は後退させるこ
とができるので、ナット５２の回転運動を、ねじ軸５１
の直線運動へと変換し溶接トーチ１２を上下動させるこ
とが可能となる。つまり、溶接部と溶接トーチ１２との
距離を、必要な距離に調節することが可能となる。

【００２５】本実施の形態においては、溶接システム１
０を工作機械の工具取付け部に取付ける場合、工作機械
の主軸は回転させず、固定状態とした後、工作物の加工
修正作業を実施する。また、溶接システム１０を、工作
機械の通常の工具、例えばフライス加工用、ドリル加工
用、エンドミル加工用等の工具が収納されている工具箱
に収納することも可能である。これにより、加工修正作
業時に、自動的に溶接システム１０を工作機械の工具取
付け部に取付けることが可能となる。本実施の形態にお
いては、水平移動機構を、左右の保持部にそれぞれ備え
たが、一方に走行レールを取付けることで、他方のみに
水平移動機構を備えることも可能である。

【００２６】以上、本発明を、一実施の形態を参照して
説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記
載の構成に限定さるものではなく、特許請求の範囲に記
載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の
形態や変形例も含むものである。例えば、前記実施の形
態においては、制御装置が、溶接を実施する際の電源と
して機能し、しかもＣＡＤ、ＣＡＭのデータをもとに行
う溶接トーチ１２の旋回角度、傾斜角度、上下動位置、
水平移動量のコントロール、及び溶接時のパルス間隔の
調整等を行う場合について示したが、この制御装置を工
作機械の制御部に組込むことも可能である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１〜４記載の工作機械上での溶接
システムにおいては、工作物の加工中に、工作物の設計
変更や加工ミスを補修しなければならない問題が生じて
も、加工途中で、工作機械の主軸の端部にある工具取付
け部に取付けられた加工用の工具を、工具取付け部に取
付け可能なトーチホルダーを有する工作機械上での溶接
システムに代えることが可能となるので、加工途中で、
工作物を工作機械から下ろすことなく、工作物の設計変
更や加工ミスを補修する溶接、例えば肉盛溶接等を工作
機械上で実施することが可能となる。従って、人手に頼
らない安定した修正加工が可能となる。また、熟練した
技能を有する溶接技能者を必要としないため、業者への
輸送費用がかからず、しかも製品完成までの期間を短縮
できる。更に、工作機械上で、加工と溶接を実施できる
ので、加工途中での工作機械上への工作物の上げ下ろし
が必要なくなり、作業性も良好となる。特に、請求項２
記載の工作機械上での溶接システムにおいては、トーチ
ホルダーが、溶接トーチの旋回機構、傾斜機構及び上下
動機構とを有するので、工具取付け部を有する工作機
械、又は加工中の工作物を動かすことなく、工作物の設
計変更や加工ミス部分を、瞬時に、しかも的確に補修す
ることが可能となる。従って、人手に頼らない安定した
修正加工が可能となる。

【００２８】請求項３記載の工作機械上での溶接システ
ムにおいては、トーチホルダーに取付けられた溶接トー
チの旋回角度、傾斜角度、及び上下動位置を検知するセ
ンサーが設けられているので、３次元形状、例えば曲面
を有する工作物の湾曲した溶接部に対しても、自動的に
湾曲した溶接部の実質的に法線方向に溶接トーチを配置
でき、しかも溶接部と溶接トーチとの距離が制御でき
る。従って、人手に頼らない安定した修正加工が可能と
なるので、熟練した技能を有する溶接技能者を必要とす
ることなく、しかも瞬時に工作物を補修することが可能
となる。請求項４記載の工作機械上での溶接システムに
おいては、トーチホルダーには、溶接トーチを水平方向
に移動させる水平移動機構が設けられているので、溶接
部を直線的に溶接するだけでなく、溶接トーチを水平方
向に往復運動させることが可能となる。従って、必要な
幅を有する溶接が一度に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る工作機械上での溶
接システムの正面図である。

【図２】同工作機械上での溶接システムの水平移動機構
の部分拡大図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同工作機械上での溶
接システムの変形例に係る旋回機構の部分拡大図であ
る。

【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同工作機械上での溶
接システムの変形例に係る傾斜機構の部分拡大図であ
る。

【図５】同工作機械上での溶接システムの変形例に係る
水平移動機構の部分拡大図である。

【図６】同工作機械上での溶接システムの変形例に係る
上下動機構の部分拡大図である。

【符号の説明】

１０：工作機械上での溶接システム、１１：トーチホル
ダー、１１ａ：工具取付け部、１１ｂ：トーチホルダー
装着部、１２：溶接トーチ、１３：制御装置、１４：旋
回機構、１５：傾斜機構、１６：上下動機構、１７：水
平移動機構、１９：コード、２０：旋回台、２１：ヘッ
ドプーリ、２２：モータ、２３：テールプーリ、２４：
無端ベルト、３０：支持台、３１：傾斜軸、３２：左の
保持部、３３：右の保持部、３４：ヘッドプーリ、３
５：傾斜軸保持部、３６：無端ベルト、４０：上下動機
構搭載板、４１：左の保持部、４２：右の保持部、４
３：モータ、４４：ピニオンギア、４５：ラック、５
０：ボールねじ、５１：ねじ軸、５２：ナット、５３：
ブッシュ（ブシュ）、５４：ヘッドプーリ、５５：無端
ベルト、６０：旋回機構、６１：トーチホルダー装着
部、６２：モータ、６３：回転軸、６４：旋回台、６
５：モータ保持部、６６：ベアリング、７０：旋回機
構、７１：トーチホルダー装着部、７２：ケーシング、
７３：回転体、７４：マグネット（磁石）、７５：コイ
ル、７６：旋回台、７７：ベアリング、７９：傾斜機
構、８０：支持台、８１：傾斜軸、８２：傾斜部、８
３：ベアリング、８４：左の保持部、８５：右の保持
部、８６：モータ、９０：傾斜機構、９１：支持台、９
２：傾斜軸、９３：左の保持部、９４：右の保持部、９
５：回転体、９６：ベアリング、９７：ケーシング、９
８：マグネット、９９：コイル、１１０：水平移動機
構、１１１：マグネット（磁石）、１１２：コイル、１
１３：レール、１２０：上下動機構、１２１：マグネッ
ト（磁石）、１２２：コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村憲和福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６−１福岡県工業技術センター機械電子研究所内 (72)発明者石田康弘福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６−１福岡県工業技術センター機械電子研究所内 (72)発明者中村裕章福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６−１福岡県工業技術センター機械電子研究所内Ｆターム(参考） 3C029 AA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動可能な主軸の端部に工具ホルダ
ーの工具取付け部を有する工作機械に取付ける工作機械
上での溶接システムであって、前記工具取付け部に、前
記工具ホルダーの代わりに取付け可能なトーチホルダー
と、該トーチホルダーに取付けられる溶接トーチとを有
することを特徴とする工作機械上での溶接システム。
【請求項２】請求項１記載の工作機械上での溶接シス
テムにおいて、前記トーチホルダーは、前記溶接トーチ
の旋回機構、傾斜機構及び上下動機構を有することを特
徴とする工作機械上での溶接システム。
【請求項３】請求項２記載の工作機械上での溶接シス
テムにおいて、前記トーチホルダーに取付けられた前記
溶接トーチの旋回角度、傾斜角度、及び上下動位置を検
知するセンサーが設けられていることを特徴とする工作
機械上での溶接システム。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の工
作機械上での溶接システムにおいて、前記トーチホルダ
ーには、前記溶接トーチを水平方向に移動させる水平移
動機構が設けられていることを特徴とする工作機械上で
の溶接システム。