JP2003311413A - 溶接ワイヤ送給ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接ワイヤの安定した送給と溶接ワイヤの
先端位置がずれないことで、溶接の安定性を向上させる
プル型溶接ワイヤ送給ユニットを提供する。 【解決手段】 本発明は、溶接ロボットの手首部１ｂに
装着された溶接トーチ４と溶接ワイヤ２を供給するコン
ジットケーブル５との間に配設され、溶接ワイヤ２を挟
持する複数のローラを備えた溶接ワイヤ送給ユニットに
おいて、一方の複数のローラ６３ａ、６３ｂ側に、上記
一方の複数のローラ６３ａ、６３ｂを他方のローラ６２
に向けて付勢し上記溶接ワイヤ２を他方のローラ６２の
外周部に沿うように押圧する加圧手段６５乃至６８ａを
設けた溶接ワイヤ送給ユニット６である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ロボットの手
首部に装着された溶接トーチと溶接ワイヤを供給するコ
ンジットケーブルとの間に配設された溶接ワイヤ送給ユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、一般的な溶接ロボットシステム
におけるロボット本体部を示しており、溶接ワイヤ送給
ユニット１００はロボット上腕１ａに載置されている。
溶接ワイヤリール３はロボット本体１に備え付けられて
おり、溶接ワイヤ送給ユニット１００を稼動させること
によって溶接ワイヤ２は第１のケーブル１０１及び第２
のケーブル１０２を挿通して順次溶接トーチ１０３に送
給される。

【０００３】溶接トーチ１０３の先端部には図示しない
給電チップが装備されている。給電チップの内径は、溶
接ワイヤ２の送給がスムーズに行えるように溶接ワイヤ
２の外径よりもやや大きく設定されている。溶接ワイヤ
２は曲率を有する溶接ワイヤリール３、第１のケーブル
１０１及び第２のケーブルを挿通して溶接トーチ１０３
に送給され給電チップから送り出される。このため給電
チップの内径と溶接ワイヤの外径との間の隙間によって
溶接ワイヤ２が曲がって送り出され、被溶接材の所定の
狙い位置でアークが発生しないという問題があった。さ
らに、溶接ロボットでは、溶接ワイヤの経路が複雑に変
化するために、溶接ロボットの姿勢によっては溶接ワイ
ヤが溶接チップ内を通過する際に偶然精度良く直線状に
矯正されることもあり、溶接ワイヤと給電チップとの間
でスパークが発生して溶接ワイヤを送給できなくなる問
題もしばしば発生している。

【０００４】これらの問題を解決するための手段として
は、実公平６−３８６２１公報に記載された手段があ
る。これは、溶接トーチに複数の湾曲部を形成させたも
ので、給電チップ側の湾曲部の湾曲半径を他の部分の湾
曲部の湾曲半径よりも小さくしているので、溶接ワイヤ
は溶接トーチに対して一定の曲率を持って一定の方向に
送り出される。そのため、溶接ロボットを使用した際に
溶接ワイヤの経路が旋回したり、複雑に変化しても溶接
中の溶接ワイヤ先端の位置は溶接トーチに対してほぼ一
定となり、被溶接材の溶接部位を正確に狙った溶接が可
能になる。

【０００５】また、最近では、溶接ワイヤの送り速度を
安定させるためにロボット本体の先端に装着された溶接
トーチの近傍に溶接ワイヤ送給ユニットを設けたものが
開発されている（以下、プル型溶接ワイヤ送給ユニット
という）。図２は、このようなプル型溶接ワイヤ送給ユ
ニットの従来例を示す図である。プル型溶接ワイヤ送給
ユニット２００は、ロボット本体の先端に装着された溶
接トーチ４とコンジットケーブル５との間に配設されて
いる。溶接ワイヤ２は、プル型溶接ワイヤ送給ユニット
２００の内部で駆動ローラ２０２と可動ローラ２０３と
に挟持されており、モータ２０１を駆動して溶接ワイヤ
２をコンジットケーブル５から溶接トーチ４の先端部に
送給している。２０４は、プル型溶接ワイヤ送給ユニッ
ト２００のコンジットケーブル側に配設されたインレッ
トガイドであり、２０５は、プル型溶接ワイヤ送給ユニ
ット２００の溶接トーチ４側に配設されたアウトレット
ガイドである。これらは、溶接ワイヤ２がプル型溶接ワ
イヤ送給ユニット２００内で挫屈しないよう考慮された
ものである。

【０００６】しかし、実公平６−３８６２１公報に記載
された手段では溶接トーチに複数の湾曲部が形成されて
いるために、また、プル型ワイヤ送給ユニットではロボ
ットの先端部に配設されているために、以下に説明する
課題が残されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】実公平６−３８６２１
公報に記載された手段では、溶接トーチに複数の湾曲部
が形成されているために、溶接位置が奥まっているとこ
ろでは溶接トーチの湾曲部と被溶接材または被溶接材を
固定する冶具とが接触する、溶接姿勢がとりにくいとい
う問題がある。また、溶接トーチに複数の湾曲部を形成
して溶接トーチ内で溶接ワイヤを矯正するために溶接ワ
イヤの送給抵抗が増し、その結果溶接ワイヤ送給速度が
一定しないという問題もある。

【０００８】プル型溶接ワイヤ送給ユニットは、ロボッ
ト先端部に配設されるために小型で軽量なものでなけれ
ばならない。そのため、図２で示したようにプル型溶接
ワイヤ送給ユニット２００は、駆動ローラ２０２と可動
ローラ２０３との２つのローラで溶接ワイヤ２を挟持す
る２ロールタイプが主流になっている。図１に示すよう
に溶接ワイヤリール３がロボット本体１に備え付けられ
ている場合には、溶接リール３と溶接ワイヤ送給ユニッ
トとの距離が短いので送給力の比較的弱い２ロールタイ
プのプル型溶接ワイヤ送給ユニットでも問題は発生しな
い。一方、溶接ワイヤを大量に消費する自動車生産ライ
ン等に設置された溶接ロボットでは、溶接ワイヤリール
を採用せずにロボットの可動範囲外に設置されたパック
ワイヤを使用するのが一般的である。この場合、溶接ワ
イヤ送給ユニットとパックワイヤとの距離が長いため
に、２ロールタイプのプル型溶接ワイヤ送給ユニットで
は送給力不足となり、溶接不良になるという問題があ
る。

【０００９】また、図２に示す溶接トーチ４では溶接ト
ーチの内部で溶接ワイヤを矯正しないために、従来技術
で述べたように溶接ワイヤの先端位置、すなわちねらい
位置がずれてしまい溶接不良になるという問題もある。

【００１０】本発明の目的は、前述した従来技術の課題
を解決して、溶接ワイヤの安定した送給と溶接ワイヤの
先端位置がずれないことで、溶接の安定性を向上させる
プル型溶接ワイヤ送給ユニットを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の溶接ワイ
ヤ送給ユニットは、図３及び図４に示すように、溶接ロ
ボットの手首部１ｂに装着された溶接トーチ４と溶接ワ
イヤ２を供給するコンジットケーブル５との間に配設さ
れ、溶接ワイヤ２を挟持する複数のローラを備えた溶接
ワイヤ送給ユニットにおいて、一方の複数のローラ６３
ａ、６３ｂ側に、上記一方の複数のローラ６３ａ、６３
ｂを他方のローラ６２に向けて付勢し上記溶接ワイヤ２
を他方のローラ６２の外周部に沿うように押圧する加圧
手段６５乃至６８ａを設けた溶接ワイヤ送給ユニット６
である。

【００１２】請求項２記載の溶接ワイヤ送給ユニット
は、請求項１記載の一方の複数のローラ６３ａ、６３ｂ
の径が、図３に示すように、もう一方のローラ６２の径
よりも小さい溶接ワイヤ送給ユニット６である。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態は、請求項１記
載の溶接ワイヤ送給ユニットであって、図３及び図４に
示すように、溶接ロボットの手首部１ｂに装着された溶
接トーチ４と溶接ワイヤ２を供給するコンジットケーブ
ル５との間に配設され、溶接ワイヤ２を挟持する複数の
ローラを備えた溶接ワイヤ送給ユニットにおいて、一方
の複数のローラ６３ａ、６３ｂ側に、上記一方の複数の
ローラ６３ａ、６３ｂを他方のローラ６２に向けて付勢
し上記溶接ワイヤ２を他方のローラ６２の外周部に沿う
ように押圧する加圧手段６５乃至６８ａを設けた溶接ワ
イヤ送給ユニット６である。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る溶接ワ
イヤ送給ユニット組み合わせ溶接ロボットの一実施例で
あるプル型溶接ワイヤ送給ユニットについて説明する。

【００１５】図３は、本発明を実施するプル型溶接ワイ
ヤ送給ユニット６を溶接トーチ４とコンジットケーブル
５との間に配設してロボット本体の先端のロボット手首
部１ｂに装着した図である。溶接ワイヤ２は、図示しな
いパックワイヤまたは溶接ワイヤリールからコンジット
ケーブル５を挿通してプル型溶接ワイヤ送給ユニット６
に供給された後、溶接トーチ４に送給される。溶接ワイ
ヤ２は、プル型溶接ワイヤ送給ユニット６の内部で、モ
ータ６０によって駆動される駆動ローラ６２と第１の矯
正ローラ６３ａ及び第２の矯正ローラ６３ｂとに挟持さ
れている。６４ａは、溶接ワイヤ送給ユニット本体６１
のコンジットケーブル側に配設されたインレットガイド
であり、６４ｂは、溶接ワイヤ送給ユニット本体６１の
溶接トーチ４側に配設されたアウトレットガイドであ
る。これらは、溶接ワイヤ２がプル型溶接ワイヤ送給ユ
ニット６内で挫屈しないよう考慮されたものである。６
７は、溶接ワイヤ送給ユニット本体６１に加圧ハンドル
ピン６７ａによって枢支された加圧ハンドル軸で、加圧
ハンドル６６が螺着されている。加圧ホルダ６８は、溶
接ワイヤ送給ユニット本体６１に加圧ホルダピン６８ａ
によって枢支されており、また加圧ホルダ６８には、第
１の矯正ローラ６３ａ及び第２の矯正ローラ６３ｂが軸
支されている。加圧ホルダ６８と加圧ハンドル軸６７と
が嵌合し加圧ハンドル６６と加圧ホルダとの間に配設さ
れたスプリング６５によって、第１の矯正ローラ６３ａ
及び第２の矯正ローラ６３ｂを駆動ローラ６２に向けて
付勢して溶接ワイヤ２を駆動ローラに押圧するよう構成
されている。溶接ワイヤ２への加圧力は、加圧ハンドル
６６を螺進させることによって調整できる。

【００１６】図４は、溶接ワイヤ２を前述したプル型溶
接ワイヤ送給ユニット６に装着するために、加圧ハンド
ル６６が螺着された加圧ハンドル軸６７及び加圧ホルダ
６８を開放した状態を示している。この状態から溶接を
行うためには、すなわち図３の状態にするには、加圧ホ
ルダ６８を加圧ハンドルピン６８ａを中心にして反時計
方向に回動させた後に、加圧ハンドル軸６７を加圧ハン
ドルピン６７ａを中心に時計方向に回動させて、加圧ホ
ルダ６８と加圧ハンドル軸６７とを嵌合させればよい。

【００１７】駆動ローラ６２は、溶接ワイヤ２を駆動ロ
ーラ６２の外周部によってＸ２方向に押圧するように配
設されており、また、第１の矯正ローラ６３ａ及び第２
の矯正ローラ６３ｂは、溶接ワイヤ２を第１の矯正ロー
ラ６３ａの外周部及び第２の矯正ローラ６３ｂの外周部
によってＸ１方向に押圧するように配設されている。す
なわち、図３に示すような溶接可能状態において、前述
した３つのローラは、溶接ワイヤ２を駆動ローラ６２と
第１の矯正ローラ６３ａ及び第２の矯正ローラ６３ｂと
で駆動ローラ６２の外周部に沿って押圧して挟持するよ
うに構成されている。そのため、溶接ワイヤ２が前述し
た３つのローラによって一定方向に曲げられて矯正され
るので、溶接ワイヤ２は溶接トーチ４に対して一定の曲
率を持って一定の方向に送り出される（例えば図３の場
合、溶接ワイヤの先端はＡ１方向に一定の距離だけ常に
曲がっている）。

【００１８】図３に示すように、第１の矯正ローラ６３
ａ及び第２の矯正ローラ６３ｂの径は駆動ローラ６１に
比べてかなり小さいので、プル型溶接ワイヤ送給ユニッ
ト６の大型化を防止できる。

【００１９】図５は、本発明の第２の実施例を示してお
り、プル型溶接ワイヤ送給ユニット７は第１の実施例と
同様にロボット手首部でコンジットケーブル５と溶接ト
ーチ４との間に配設されている。同図において、上記実
施例と同一または類似の要素には、上記実施例と同一の
符号を付している。第２の実施例が第１の実施例と異な
るところは、溶接ワイヤ２を挟持するローラの構成と溶
接ワイヤ２を押圧する加圧ホルダの構成とにある。すな
わち、第１の実施例では、溶接ワイヤ２を駆動ローラ６
２と第１の矯正ローラ６３ａ及び第２の矯正ローラ６３
ｂとで挟持するのに対して、第２の実施例では溶接ワイ
ヤ２を第１の駆動側矯正ローラ７２ｂ及び第２の駆動側
矯正ローラ７２ｃと第１の矯正ローラ７３ａ及び第２の
矯正ローラ７３ｂとで挟持している。また、第１の実施
例では、溶接ワイヤ２を押圧する加圧ホルダが加圧ホル
ダ６８の１つであるのに対して、第２の実施例では、第
１の加圧ホルダ７８と第２の加圧ホルダ７９とに分割さ
れた構成になっている。

【００２０】７２ａは、モータ７０によって駆動される
駆動ローラで、図示しない歯車によって第１の駆動側矯
正ローラ７２ｂ及び第２の駆動側矯正ローラ７２ｃと連
結されており、駆動ローラ７２ａと第１の駆動側矯正ロ
ーラ７２ｂ及び第２の駆動側矯正ローラ７２ｃとは連動
するよう構成されている。溶接ワイヤ２は、プル型溶接
ワイヤ送給ユニット７の内部で、モータ７０によって駆
動される第１の駆動側矯正ローラ７２ｂ及び第２の駆動
側矯正ローラ７２ｃと第１の矯正ローラ７３ａ及び第２
の矯正ローラ７３ｂとに挟持されている。７４ａは、溶
接ワイヤ送給ユニット本体７１のコンジットケーブル側
に配設されたインレットガイドであり、７４ｂは、溶接
ワイヤ送給ユニット本体７１の溶接トーチ４側に配設さ
れたアウトレットガイドである。これらは、溶接ワイヤ
２がプル型溶接ワイヤ送給ユニット７内で挫屈しないよ
う考慮されたものである。

【００２１】７７は、第２の加圧ホルダ７９に加圧ハン
ドルピン７７ａによって枢支された加圧ハンドル軸で、
加圧ハンドル７６が螺着されている。第２の加圧ホルダ
７９は、溶接ワイヤ送給ユニット本体７１に第２の加圧
ホルダピン７９ａによって枢支されており、また第２の
加圧ホルダ７９には、第２の矯正ローラ７３ｂが軸支さ
れている。第１の加圧ホルダ７８は、溶接ワイヤ送給ユ
ニット本体７１に第１の加圧ホルダピン７８ａによって
枢支されており、また第１の加圧ホルダ７８には、第１
の矯正ローラ７３ａが軸支されている。

【００２２】第１の加圧ホルダ７８と加圧ハンドル軸７
７とが嵌合し加圧ハンドル７６と第１の加圧ホルダ７８
との間に配設されたスプリング７５によって、第１の矯
正ローラ７３ａ及び第２の矯正ローラ７３ｂを第１の駆
動側矯正ローラ７２ｂ及び第２の駆動側矯正ローラ７２
ｃに向けて（Ｘ１方向）付勢して溶接ワイヤ２を第１の
駆動側矯正ローラ７２ｂ及び第２の駆動側矯正ローラ７
２ｃに押圧するよう構成されている。溶接ワイヤ２への
加圧力は、加圧ハンドル７６を螺進させることによって
調整できる。

【００２３】図６は、溶接ワイヤ２を前述したプル型溶
接ワイヤ送給ユニット７に装着するために、加圧ハンド
ル７６が螺着された加圧ハンドル軸７７及び第１の加圧
ホルダ７８を開放した状態を示している。この状態から
溶接を行うには、すなわち図５の状態にするには、第１
の加圧ホルダ７８を第１の加圧ホルダピン７８ａを中心
にして時計方向に回動させた後に、加圧ハンドル軸７７
を加圧ハンドルピン７７ａを中心に反時計方向に回動さ
せて、第１の加圧ホルダ７８と加圧ハンドル軸７７とを
嵌合させればよい。

【００２４】第１の駆動側矯正ローラ７２ｂ及び第２の
駆動側矯正ローラ７２ｃは、溶接ワイヤ２を第１の駆動
側矯正ローラ７２ｂ及び第２の駆動側矯正ローラ７２ｃ
の外周部によってＸ２方向に押圧するように配設されて
いる。第１の矯正ローラ７３ａ及び第２の矯正ローラ７
３ｂは、溶接ワイヤ２を第１の矯正ローラ７３ａの外周
部及び第２の矯正ローラ７３ｂの外周部によってＸ１方
向に押圧して、さらに第２の矯正ローラ７３ｂは溶接ワ
イヤ２の送給方向において第１の駆動側矯正ローラ７２
ｂと第２の駆動側矯正ローラ７２ｃとの間で、また第２
の駆動側矯正ローラ７２ｃは溶接ワイヤ２の送給方向に
おいて第１の矯正ローラ７３ａと第２の矯正ローラ７３
ｂとの間に位置するようにに配設されている。

【００２５】すなわち、前述した４つのローラによっ
て、溶接ワイヤ２はプル型溶接ワイヤ送給ユニット７の
内部で押圧され曲げられて矯正されるので、溶接ワイヤ
２は溶接トーチ４に対して一定の曲率を持って一定の方
向に送り出される。

【００２６】

【本発明の効果】本発明によれば、プル型溶接ワイヤ送
給ユニットの内部にて溶接ワイヤを複数の送給ロールで
一定方向に曲げて矯正するので、溶接ワイヤの経路が旋
回したり、複雑に変化しても溶接中の溶接ワイヤ先端の
位置は溶接トーチに対してほぼ一定となり、被溶接材の
溶接部位を正確に狙った溶接が可能になる。また、溶接
ワイヤは一定方向に曲げられているので、給電チップと
必ず接触することになり溶接ワイヤと給電チップとの間
でスパークの発生を防止できる。その結果、安定した給
電が可能となり溶接電流の変動が少なくなるので、高品
質な溶接が可能となる。

【００２７】また、本発明によれば、溶接ワイヤをロー
ラの外周部に沿うように押圧し、さらに従来の２ロール
タイプよりも送給するロール数が増えるので、溶接ワイ
ヤとローラとの接触面積が増え送給力を増大させてい
る。その結果、溶接ワイヤを大量に消費する自動車生産
ライン等で使用されるパックワイヤ使用した場合でも送
給力不足による溶接不良を防止できる。

【００２８】さらにまた、本発明によれば、モータによ
って駆動するローラの径に比べて溶接ワイヤを矯正する
複数のローラの径が小さいので、溶接ワイヤ送給ユニッ
トの大型化を防止でき、従来の２ロールタイプと同等な
小型で軽量なものを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来例を示し、溶接ワイヤ送給ユニッ
トを溶接ロボットの上腕に載置した全体構成図である。

【図２】図２は、従来例を示し、溶接トーチとコンジッ
トケーブルの間に配設されたプル型溶接ワイヤ送給ユニ
ットを示す図である。

【図３】図３は、本発明を実施するプル型溶接ワイヤ送
給ユニットを説明する図である。

【図４】図４は、図３の状態から溶接ワイヤを装着する
ために加圧ハンドルを開放した状態の実施例を説明する
図である。

【図５】図５は、本発明を実施するプル型溶接ワイヤ送
給ユニットの第２の実施例を説明する図である。

【図６】図６は、図５の状態から溶接ワイヤを装着する
ために加圧ハンドルを開放した状態の第２の実施例を説
明する図である。

【符号の説明】

１ ロボット本体 １ａ ロボット上腕 １ｂ ロボット手首部 ２ 溶接ワイヤ ３ 溶接ワイヤリール ４ 溶接トーチ ５ コンジットケーブル ６ プル型溶接ワイヤ送給ユニット ６０ モータ ６１ 溶接ワイヤ送給ユニット本体 ６２ 駆動ローラ ６３ａ 第１の矯正ローラ ６３ｂ 第２の矯正ローラ ６４ａ インレットガイド ６４ｂ アウトレットガイド ６５ スプリング ６６ 加圧ハンドル ６７ 加圧ハンドル軸 ６７ａ 加圧ハンドルピン ６８ 加圧ホルダ ６８ａ 加圧ホルダピン ７ プル型溶接ワイヤ送給ユニット ７０ モータ ７１ 溶接ワイヤ送給ユニット本体 ７２ａ 駆動ローラ ７２ｂ 第１の駆動側矯正ローラ ７２ｃ 第２の駆動側矯正ローラ ７３ａ 第１の矯正ローラ ７３ｂ 第２の矯正ローラ ７４ａ インレットガイド ７４ｂ アウトレットガイド ７５ スプリング ７６ 加圧ハンドル ７７ 加圧ハンドル軸 ７７ａ 加圧ハンドルピン ７８ 第１の加圧ホルダ ７８ａ 第１の加圧ホルダピン ７９ 第２の加圧ホルダ ７９ａ 第２の加圧ホルダピン １００ 溶接ワイヤ送給ユニット １０１ 第１のケーブル １０２ 第２のケーブル １０３ 溶接トーチ ２００ プル型溶接ワイヤ送給ユニット ２０１ モータ ２０２ 駆動ローラ ２０３ 可動ローラ ２０４ インレットガイド ２０５ アウトレットガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接ロボットの手首部に装着された溶接ト
   ーチと溶接ワイヤを供給するコンジットケーブルとの間
   に配設され、溶接ワイヤを挟持する複数のローラを備え
   た溶接ワイヤ送給ユニットにおいて、 一方の複数のローラ側に、前記一方の複数のローラを他
   方のローラに向けて付勢し前記溶接ワイヤを他方のロー
   ラの外周部に沿うように押圧する加圧手段を設けた溶接
   ワイヤ送給ユニット。
2. 【請求項２】前記一方の複数のローラの径が、前記もう
   一方のローラの径よりも小さい請求項１記載の溶接ワイ
   ヤ送給ユニット。