JP2007530283A

JP2007530283A - 溶接トーチの自動化された整備のための装置および方法

Info

Publication number: JP2007530283A
Application number: JP2007504509A
Authority: JP
Inventors: トーマスイエーガー，; ロバートラジョイ，
Original assignee: トレガスキスリミテッド
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2007-11-01
Also published as: EP1729910A4; CA2560246A1; WO2005092554A1; US20050211684A1; EP1729910A1; US7439471B2

Abstract

ノズル、保持ヘッドアセンブリ、およびコンタクトチップを含むＭＩＧ溶接トーチおよびそのコンポーネントの、自動化された整備のための装置および方法が提供される。本発明は、ノズルを取り外し、それをトーチに近接した第１の端部から清掃すること、溶接ワイヤの堆積した保持ヘッドアセンブリを清掃すること、または使用済みのコンタクトチップを取り外し、マガジンまたはその組み合わせから入手された取替え用コンタクトチップと取り替えること、を指向する。本発明は、溶接ワイヤを切断すること、またはアンチスパッタ溶液をトーチまたはそのコンポーネントに塗布すること、を特徴とし得る。本発明はまた、自動化された環境において、静止したトーチに関して実施される複数のメンテナンスオペレーションを指向する。

Description

（関連出願の参照）
本出願は、米国特許仮出願シリアル番号、第６０／５５６，１２９号（２００４年３月２５日出願）に対する優先権およびその利益を主張し、この出願の開示内容は本明細書において参考として援用される。

（技術分野）
本発明は、概してガスメタルアーク溶接に関する。より詳細には、ガスメタルアーク溶接アプリケーションに使用されるトーチシステムの整備に関する。

一般的に、ガスメタルアーク溶接アプリケーションは、溶接するためのメタルイナートガス（「ＭＩＧ」）トーチシステムを含む。トーチシステムは一般的に、ハンドル、グースネック、保持ヘッドアセンブリ、コンタクトチップ、およびノズルから成る。トーチシステムはマウントを介して溶接ロボットのアームに接続され得る。溶接ワイヤがワイヤサプライからトーチシステムを通って、最終的にはコンタクトチップの中の通路を通って供給される。ワイヤは、溶接トーチの端に配置され得る、ノズルを経由してトーチから出る。溶接ワイヤは、溶接するためのエネルギを与えられたときには、高い電位を有する。溶接ワイヤが、しばしば加工部品（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）と呼ばれる、目標の金属と接触するときには、電気回路が完成され、電流が溶接ワイヤを通って、金属の加工部品を通過して、電源に戻るように流れる。電流は、溶接ワイヤおよび２個の異なる加工部品の金属を、ワイヤが消耗することによって、一緒に溶接する。この方法で、２個以上の加工部品が接合され得る。

一部の場合には、溶解した溶接ワイヤまたは加工部品の部分がスパッタとして飛び散り、ノズルまたはトーチチップに配置される他のトーチコンポーネントに付着し得る。ノズルに蓄積するスパッタは、ノズルを汚染し、それはノズルを通過するシールドガスの流れをブロックする可能性がある。これはガスシールドの信頼性および性能を低下する。ノズルおよびガスシールドの性能の低下は、一般的にコンタクトチップおよび保持ヘッドアセンブリなどの他の様々なコンポーネントの使用寿命を短くする。追加として、溶接ワイヤのスパッタはコンタクトチップおよび保持ヘッドアセンブリの上にも蓄積し得る。コンタクトチップおよび保持ヘッドアセンブリがスパッタを蓄積し、または磨耗するときには、それらは一般にオペレータによって手作業により整備される。しばしば、コンタクトチップは取り替えられ、保持ヘッドアセンブリは再使用のために清掃される。トーチが整備される間に、ノズルもまた清掃され、または取り替えられ得る。

オペレータの手作業によるトーチコンポーネントの整備は、労働集約的作業であり、時間を浪費し、一般に非能率的である。一部の場合においては、トーチコンポーネントの機能は、無定見なまたは不完全なオペレータのメンテナンスの結果として、実際に妨害される。例えば、不適切な取り付けは、早過ぎるコンタクトチップの破損、電圧の変動、および劣った溶接品質を含む、いくつかの溶接プロセスに関連する問題を結果としてもたらし得る。

整備するプロセスを自動化するためのこれまでの試みは、有効ではなかった。このような試みの１つにおいては、ノズルがグースネックから取り外され、そこから溶接ワイヤが出るノズルのオリフィス（すなわち、加工部品に隣接するノズルの端）にブラシが入る。オリフィスの方向から入ることによって、破片（ｄｅｂｒｉｓ）および汚染物質（ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ）はノズルのさらに内部に押し込まれる。さらに、ブラシはノズルの内面を不十分に清掃し、その中に蓄積した一部の飛散した溶接ワイヤが残される。一部の従来技術のデバイスにおいては、トーチはサンダーまたはグラインダーのところに運ばれて、それは保持ヘッドアセンブリのスパッタを除去するために使用される。しかしながら、グラインダーは保持ヘッドアセンブリのグラインダーと接触する部分を再仕上げするにすぎない。より詳細には、グースネックの反対側に位置し、コンタクトチップに近く、加工部品と平行な保持ヘッドアセンブリの面（またはリーディングエッジ）である。このようなデバイスにおいては、保持ヘッドアセンブリの他の外側の表面部分、すなわち非リーディング部分をグラインダーは清掃することができない。トーチは離れた整備ステーションの間を物理的に移動され、それは、様々なトーチコンポーネントと係合するために、ステーションをキャリブレーションするための複数の３次元基準点を必要とする。

ノズルおよび保持ヘッドを清掃し、コンタクトチップを取替え、溶剤を塗布し、溶接ワイヤを切断する様々なツールが、商業的に入手可能である。しかしながら、これらのツールはしばしば相互に離れて置かれ、そのためにトーチは様々なステーションに移動する必要があり、それはステーションの再キャリブレーションを繰り返すので、不十分な清掃の停滞をもたらす原因となる。トーチシステムに対して手作業により操作されるメンテナンスツールは、オペレータの誤りおよび無定見による影響を受けやすい。

ノズルからスパッタを除去しノズルを清掃すること、コンタクトチップを取り替えること、保持ヘッドアセンブリを清掃すること、スパッタの蓄積を防止すること、および加工部品と係合するコンタクトチップの端部に対して特定の長さに溶接ワイヤを切断すること、などのタスクを実施することができる、溶接作業の間の自動化された一貫した効果的なトーチシステムのメンテナンスに対するニーズが存在する。また上述の整備作業を、整備中の溶接トーチの最小限の再位置決めと有効に結び付けるニーズが存在する。さらに、ロボット化されたＭＩＧトーチを含む、いくつかの溶接室（ｗｅｌｄｉｎｇｃｅｌｌ）にわたって分散された複数のトーチを整備するための、単一の装置に対するニーズが存在する。

本発明はＭＩＧ溶接トーチシステムのメンテナンスに関するものであって、全てのメンテナンス作業を単一の整備場所に統合することによって、トーチエレメントがメンテナンスされるプロセスを自動化することによって、および主要な整備作業が生じる間は溶接トーチを適切な場所に固定することによって、トーチエレメントの無定見かつ時間を浪費する修理の問題を解決する。統合化および自動化は、トーチコンポーネントのメンテナンスにおけるばらつきを減少させる。ダウンタイムを減少することによって、およびより正確で再現性のあるメンテナンス結果を提供することによって、このような構成はロボット化溶接ステーションの効率を増加する可能性を有する。

一局面においては、溶接ノズルの自動化された整備のための装置が提供され、ノズルは加工部品よりもむしろトーチに近接して配置された第１の端部を含む。該装置はベースの上に取り付けられた第１のツールを含み、第１のツールはノズルを取り外し、または取り替えるために使用され得る。該装置はまたベースに対して配置される第２のツールを含み、それは第１の端部からノズルに入ることによってノズルの内部を清掃する。

一実施形態においては、該装置はまたベースの上に取り付けられた第３のツールを含み、第３のツールはノズルを取り外し、または取り替えるために使用され得る。このような実施形態においては、ベースの作動が第１のツールと第３のツールの位置を交換することができる。このような実施形態においては、ノズルは第２のノズルによって取り替えられ得る。別の実施形態においては、該装置は、整備する間に装置またはベースに関して一定の位置に溶接トーチを固定するためのクランプツールを含む。さらに別の実施形態においては、該装置は、加工部品に近接して配置されるノズルの端部である、ノズルの第２の端部にアンチスパッタ溶液を塗布するツールを含む。さらに別の実施形態においては、該装置は、第２のトーチの整備のために第２のトーチに隣接する配置転換に対して適合される。

別の局面においては、トーチに近接する第１の端部を有する、取り外し可能なノズルを含む溶接トーチを整備するための、自動化された方法が提供される。該方法は、ベースに取り付けられた第１のツールによって、トーチからノズルを取り外すことと、ベースに対する位置からノズルの第１の端部に入る第２のツールによって、第１の端部からノズルを清掃することとを含む。該方法はまたノズルを取り替えることを含む。

一実施形態においては、該方法は、ベースに取り付けられた第１のツールまたは第３のツールを使用して、ノズルを第２のノズルと取り替えることを含み得る。該方法はまた、トーチをベースに対して固定することを含み得る。清掃は、ノズルの取り外しまたは取り替えの何れかと実質的に同時に実施され得る。該方法は、加工部品に近接して配置された、ノズルの第２の端部にアンチスパッタ溶液を塗布することを含み得る。一部の実施形態においては、該方法は、第２のトーチを整備するために、ベース、第１のツール、および第２のツールを第２のトーチに隣接して自動的に再位置決めすることを含む。

さらに別の局面においては、ノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリを含む溶接トーチの自動化された整備のための装置が提供される。該装置は、ノズルを取り外しまたは取り替えることができる第１のツールを含み、第１のツールはベースの上に取り付けられる。該装置はまた、第２のツールが保持ヘッドアセンブリの面と係合する間は、保持ヘッドアセンブリと回転的に接触して保持ヘッドアセンブリを清掃することができる、第２のツールを含む。保持ヘッドアセンブリの面は、保持ヘッドアセンブリの周囲であり得る。第２のツールは保持ヘッドアセンブリの面の周りを動くことができる。該装置は第３のツールを含み得、それはベースの上に取り付けられ、ノズルを取り外しまたは取り替えることができる。このような実施形態においては、ベースは第１および第３のツールの位置を相互に交換するように作動され得る。ノズルはまた第２のノズルによって取り替えられ得る。

さらに別の実施形態においては、該装置は、整備の間に装置またはベースに関して一定の位置にトーチを固定するための、クランプツールを含む。該装置は、ノズルの内部を清掃するためにノズルの第１の端部に入る、第４のツールを含み得る。ノズルの第１の端部はトーチに近接して配置され得る。保持ヘッドアセンブリは、保持ヘッドまたはディフューザーを含み得る。該装置は、溶接ワイヤを保持ヘッドアセンブリの先端の近くで切断するためのツールを含み得る。該装置は、第１の端部または保持ヘッドアセンブリの反対側に配置されたノズルの第２の端部に、アンチスパッタ溶液を塗布するためのツールを含み得る。該装置は、第２のトーチの整備のために、第２のトーチと隣接する自動的な配置転換に対して適合され得る。

さらに別の局面においては、取り外し可能なノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリを有する溶接トーチを整備するための自動化された方法が提供され、それは、ベースの上に取り付けられる第１のツールによって、トーチからノズルを取り外すことを含む。該方法はまた、保持ヘッドアセンブリの面と係合する第２のツールにより、保持ヘッドアセンブリの面を清掃することを含む。清掃するステップは、第２のツールを保持ヘッドアセンブリの面の周りに動かすことを含み得る。保持ヘッドアセンブリの面は、保持ヘッドアセンブリの周囲であり得る。該方法はノズルを取り替えるステップを含み得る。このような実施形態においては、ノズルはベースの上に取り付けられた第１のツールまたは第３のツールによって、第２のノズルと取り替えられ得る。

該方法はベースに対してトーチを固定することを含み得る。ノズルがトーチに近接した第１の端部を含むような、一実施形態においては、該方法はベースに対して位置決めされた第４のツールにより第１の端部からノズルを清掃することを含み得る。該方法は、第１の端部または保持ヘッドアセンブリの反対側に配置されたノズルの第２の端部に、アンチスパッタ溶液を塗布することを含み得る。該方法は溶接ワイヤを保持ヘッドアセンブリの先端の近くで切断することを含み得る。該方法は第２のトーチを整備するために、その近くにベース、第１のツール、および第２のツールを自動的に再位置決めすることを含み得る。

一局面においては、ノズルの内部に配置されたコンタクトチップを含む溶接トーチの自動化された整備のための装置が提供される。該装置は、ノズルを取り外しまたは取り替えることができる、ベースの上に取り付けられる第１のツール、整備する間にトーチを装置またはベースに関して一定の位置に固定するためのクランプツール、およびコンタクトチップを取り外し、それを１個以上の取替え用コンタクトチップを保持するマガジンから得られる取替え用コンタクトチップと取り替える、ベースに対して位置決めされるサブアセンブリを含む。サブアセンブリは、取り外されたコンタクトチップを捨てることができる。該装置はベースに取り付けられる第２のツールを含み得、それはノズルを取り外しまたは取り替えることができる。このような実施形態においては、ベースの作動は第１のツールおよび第２のツールの位置を相互に交換することができる。ノズルは第２のノズルと取り替えられ得る。

ノズルがトーチに近接して配置された第１の端部を含むような、別の実施形態においては、該装置は、ノズルの第１の端部に入りノズルの内部を清掃する、第３のツールを含み得る。トーチがノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリを含むような、一実施形態においては、該装置は、第４のツールが保持ヘッドアセンブリの面と係合する間に、保持ヘッドアセンブリと回転的に接触し、それを清掃する、第４のツールを含み得る。保持ヘッドアセンブリはコンタクトチップと係合し得る。保持ヘッドアセンブリの面は保持ヘッドアセンブリの周囲であり得る。該装置は、その中を溶接ワイヤが通過するコンタクトチップの開口、または第１の端部の反対側に配置されたノズルの第２の端部、に近接して溶接ワイヤを切断するための第５のツールを含み得る。該装置は、ノズルの第２の端部、保持ヘッドアセンブリまたはコンタクトチップの開口に、アンチスパッタ溶液を塗布するための第６のツールを含み得る。第２のトーチを整備するために、該装置は第２のトーチと隣接する自動的な配置転換に対して適合され得る。

別の局面においては、溶接トーチが取り外し可能なノズルの内部に配置された取り外し可能なコンタクトチップを含む場合に、溶接トーチを整備するための自動化された方法が提供される。該方法は、トーチをベースに対して一定の位置に固定すること、ベースに取り付けられた第１のツールによりノズルを溶接トーチから取り外すこと、ベースに対して位置決めされたサブアセンブリによりコンタクトチップを取り外すこと、サブアセンブリにより１個以上の取替え用コンタクトチップを保持するマガジンから取替え用コンタクトチップを入手すること、およびサブアセンブリにより取替え用コンタクトチップを保持ヘッドアセンブリに固定することを含む。該方法はコンタクトチップをサブアセンブリによって捨てることを含み得る。該方法はノズルを取り替えることを含み得る。このような実施形態においては、ノズルはベースの上に取り付けられた第１のツールまたは第３のツールによって取り替えられ得る。

ノズルがトーチに近接した第１の端部を含むような実施形態においては、該方法は、ベースに対して位置決めされたツールにより第１の端部からノズルを清掃することを含む。該方法は、保持ヘッドアセンブリの表面と接触する第４のツールにより保持ヘッドアセンブリの面を清掃することを含み得る。保持ヘッドアセンブリの面は保持ヘッドアセンブリの周囲を含み得る。コンタクトチップが開口とその中を通過するワイヤを含むような実施形態においては、該方法は、ノズルの第２の端部または開口の近くでワイヤを切断することを含み得る。該方法は、ノズルの第２の端部、保持ヘッドアセンブリまたはコンタクトチップにアンチスパッタ溶液を塗布することを含み得る。該方法は、第２のトーチの整備のために、ベース、第１のツール、サブアセンブリ、およびマガジンを第２のトーチに隣接して自動的に再位置決めすることを含み得る。

別の局面においては、溶接トーチの自動化された整備のための装置が提供され、ここではトーチは保持ヘッドアセンブリに固定されたコンタクトチップを含み、その両方共に、トーチに近接した第１の端部およびトーチから遠位の第２の端部を有する取り外し可能なノズルの内部に配置される。該装置は、ベース、トーチを装置またはベースに関して一定の位置に固定するためのクランプツール、ベースの上に取り付けられ、ノズルを取り外しまたは取り替えることができる第１のツール、ベースの上に取り付けられ、ノズルを取り外しまたは取り替えることができ、ベースの作動によってその位置が第１のツールと相互に交換され得る第２のツール、ノズルの第１の端部に入り、ノズルの内部を清掃する第３のツール、第４のツールが保持ヘッドアセンブリの面と係合する間に、保持ヘッドアセンブリと回転的に接触しそれを清掃する第４のツール、および、コンタクトチップを取り外し、マガジンから取替え用のコンタクトチップを入手し、取替え用のコンタクトチップをトーチに固定することができる、ベースに対して位置決めされたサブアセンブリ、を含む。該装置は、ノズルの第２の端部、保持ヘッドアセンブリまたは取り替えられたコンタクトチップにアンチスパッタ溶液を塗布するための、第５のツールを含み得る。該装置は、ノズルの第２の端部またはコンタクトチップの開口の近くで溶接ワイヤを切断するための、第６のツールを含み得る。

一局面においては、溶接トーチの自動化された整備をするための装置が提供される。トーチは、トーチに近接した第１の端部を有するノズルを含む。該装置は、ノズルを取り外しまたは取り替えるための手段、および第１の端部からノズルに入るツールによりノズルを清掃するための手段を含む。一構成においては、トーチはノズルの内部に位置決めされる保持ヘッドアセンブリを含む。このような構成においては、該装置は保持ヘッドアセンブリを清掃するための手段を含み得る。トーチはまたノズルの内部に位置決めされたコンタクトチップを含み得、該装置はコンタクトチップを取り外すための、または取替え用コンタクトチップをトーチに固定するための手段を含み得る。

該装置は、自動化された整備を行う間に、トーチを一定の位置に固定するための手段を含み得る。該装置はまた、トーチまたはトーチのコンポーネントにアンチスパッタ溶液を塗布するための手段を含み得る。一部の実施形態においては、該装置は、ノズルまたはコンタクトチップのオリフィスに隣接して溶接ワイヤを切断するための手段を含み得る。溶接ワイヤは所定の長さに切断され得る。

これまでの説明は、添付の図面と関連付けて解釈されるときには、以下の発明に関する詳細な記載内容からより容易に理解される。

図１は、本発明の実施形態に従った、ロボットＭＩＧトーチを整備するための装置を示す。溶接トーチに対して自動化された整備作業を実施する様々なツールが、概してハウジング１０の内部に配置され得る。発明の一部の実施形態においては、様々なツールがハウジング１０の外部に置かれ得る。例えば、図１においては、アンチスパッタ溶液を塗布するためのツール１２がハウジング１０の外部に図示され、そこに固定される。ハウジング１０は、トーチがハウジング１０の内部のツールにアクセスすることを可能とするための、開口１４を規定する。発明の実施形態においては、ＭＩＧ溶接トーチ１６はロボットまたはロボットアーム１８によって操作される。このような実施形態においては、マウント２０はトーチ１６の１部分と固定的に係合し、トーチをロボット１８と結合する。ロボット１８は、溶接室の床などの表面に固定され得る支持メンバ２２によって支持されるか、またはロボット１８は固定されず、自由に直立するかまたは移動可能であり得る。ロボット１８は様々な回転軸（ｐｉｖｏｔ）２６を含み、それは概してロボット１８がトーチ１６を三次元的に動かすことを可能とする。ロボット１８の動きは、コンピュータ（示されていない）上でソフトウェアを実行することによって一般的に制御され得、特に、ソフトウェアの命令がロボット１８の様々な部分に対して特定の方向に動くように指示する。特定の実施形態においては、ソフトウェアはロボット１８に、トーチ１６の１部分が開口１４を通過するように、トーチ１６が開口１４に対して位置するように指示する。さらに、ロボット１８に動きを指示する制御手段（すなわち、ローカルなプログラマブル回路またはカスタム回路ボード）は、装置に対する入力および出力を制御することができる。記述された装置の様々な機能は、溶接アプリケーションの間、溶接室の中に存在する既存の空気圧および電気的制御システムと統合化され得る。

図２は、本発明の実施形態に従った、トーチに近接して配置されたノズルの第１の端部から、溶接トーチノズルを整備するための装置を示す。装置はクランプツール２００を含み、それはトーチ１６を固定する。クランプツール２００はトーチ受容部分２００ａ、および装置に対して、特にベース２０２に対してトーチをしっかりと拘束するための固定する部分を規定し得る。受容部分２００ａは、トーチ１６が通過することができる、任意の構成であり得る。図示された実施形態においては、受容部分は開いた側面を有するＵ字形であるが、発明はこの構成に限定されず、例えば、１側面を有するＩ字形、２側面を有するＬ字形、４側面を有する箱形、または輪郭線で囲まれた形、を含み得る。固定する部分は、トーチ１６の位置をしっかりと拘束する、任意の構成であり得る。図示された実施形態においては、クランプツール２００の固定する部分は、トーチ１６に対して締付けられる取り付けねじを使用して、トーチ１６を受容部分に固定する。しかしながら、発明はこの構成に限定されず、例えば、トーチの金属部分と係合する磁石または電磁石、トーチ１６に対するねじ切りされた（ｔｈｒｅａｄｅｄ）係合装置、膨張可能なスリーブと共に配置される複数のプレート、またはクランプを備えるＶ字形ブロック、を含み得る。

図示されるように、トーチを整備する装置は、その上に取り付けられた第１のツール２０４ａを有するベース２０２を含み得る。第１のツール２０４ａは、ノズル２０８を受容しそれと係合するための覆い（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）２０６ａを含む。特定の実施形態においては、覆い２０６ａは膨張可能なスリーブの上に配置されたプレートを含み、スリーブが膨張したときには、プレートがノズル２０８と強固に係合できる。実施形態は、膨張可能なスリーブの内部に取り付けられた３つの半球形のプレートを有する覆い２０６ａを含む。プレートはノズル２０８を取り囲むように構成され得る。空気がスリーブの内部に導入されプレートをノズル２０８に対して締め付けることができ、ノズル２０８をその外表面を傷つけることなく固定する。

第１のツール２０４ａの覆い２０６ａがノズル２０８と係合した後に、第１のツール２０４ａはノズル２０８とトーチ１６のグースネック２１０との間の結合を緩めるように構成され得る。第１のツール２０４ａはまたノズル２０８を、それをトーチ１６のグースネック２１０に固定することによって、取り替えるように構成され得る。特定の実施形態においては、第１のツール２０４ａは一般に、ノズル２０８によって規定される軸に沿ってノズル２０８と位置合わせされ得る。ノズル２０８を取り外すために、第１のツール２０４ａは軸の回りに回転することができ、グースネックまたは保持ヘッドアセンブリのねじ切りされた部分からノズル２０８のねじ切りされた部分の係合を解く。同様に、ノズル２０８をトーチに固定するために、第１のツール２０４ａは同じ軸の回りに反対方向に回転することができ、ノズル２０８のねじ切りされた部分をグースネックまたは保持ヘッドアセンブリのねじ切りされた部分に係合し、特定のトルクで締められる。ノズル２０８は一般に２つの端部、すなわち第１の端部および第２の端部を有する。第１の端部はグースネック２１０に近接または近い位置にあり、しかるに第２の端部はグースネックから遠位の、コンタクトチップ２１２および加工部品に近接する位置にある。２つの端部は長手方向の軸を規定し得る。特定の実施形態においては、第１のツール２０４ａがノズル２０８をトーチ１６から取り外すときには、ノズル２０８の第２の端部はベース２０２に隣接する。装置はまた第２のツール、すなわち「清掃ツール」２１４を含み得、それはベース２０２とは独立に非同期的に動作することができる。

一部の実施形態においては、第１のツール２０４ａがトーチ１６からノズル２０８を取り外した後に、ノズルを清掃するために清掃ツール２１４がノズル２０８の第１の端部に入ることができるような位置に、ベースは第１のツール２０４ａを位置決めする。一実施形態においては、軸２１６が清掃ツール２１４と係合し、清掃ツール２１４を駆動するためにアセンブリ２１８と結合する。図示された実施形態においては、清掃ツール２１４はアセンブリ２１８によって支持され、それは第２の車輪２２０ｂと連結される車輪２２０ａを含む。車輪２２０ｂは、例えば、ロータリモータ（示されていない）、または回転出力を有するモータによって駆動され、ベルト（示されていない）を経由して車輪２２０ａと連結され、それは車輪２２０ｂの回転に対応して車輪２２０ａを回転させる。当該分野において公知のその他の手段、例えばラックアンドピニオン、または清掃ツール２１４とロータリモータとの直接結合が、清掃ツール２１４を駆動するために使用され得る。

一部の実施形態においては、ベース２０２が作動し、ノズル２０８と係合する第１のツール２０４ａが、ノズルを清掃ツール２１４の長さに沿って長手方向に移動することを可能とする。このような実施形態においては、清掃ツール２１４はノズル２０８の第１の端部からノズル２０８の第２の端部まで通過し、かくして、ノズル２０８の内部の溶接ワイヤのスパッタおよびその他の汚染を清掃し、ノズル２０８の第２の端部からスラグを強制的に排出する。別の実施形態においては、第１のツール２０４ａが作動し、それがノズル２０８を清掃ツール２１４の長さに沿って長手方向に移動する。一部の実施形態においては、清掃ツール２１４は、ノズル２０８の内面にそって長手方向に移動し、それを清掃することができる。一部の実施形態においては、清掃ツール２１４はノズル２０８の第２の端部を通過して突入し、それ故にノズルのオリフィスをその過程の中で清掃する。清掃ツール２１４は、例えば、リーマー、ドリルビット、フライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）ツール、またはブラシ、を含み得る。軸２１６から清掃ツール２１４の係合を外し、軸２１６に異なる種類の清掃ツールを係合することによってもたらされる交換により、単一の整備装置が一種類より多い清掃ツール２１４を採用することができる。

図２をさらに参照して、ノズル２０８と係合するための第３のツール２０４ｂが提供され得る。第３のツールは、第１のツール２０４ａに関して記述された覆い２０６ａと同様の、ノズルと係合するための覆い２０６ｂを含む。覆い２０６ｂはノズル２０８と係合する第１の覆い２０６ａと同じ手段を採用し得るが、しかしノズルと係合するための他の手法も使用され得る。さらに、第３のツール２０４ｂは、ノズル２０８と係合し、緩め、またノズル２０８を特定のトルクで締めるための、第１のツール２０４ａに関して記述されたものと同様の属性を含み得る。第３のツール２０４ｂは、図示されるように、ベース２０２の上に取り付けられる。特定の実施形態においては、第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂは、ベース２０２の同じ面のそれぞれ反対側に取り付けられ、それは第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂの位置を相互に交換するように作動することを可能にする。より詳細には、ベース２０２が１８０度回転する場合には、以前に第１のツール２０４ａによって占められていた位置は、第３のツール２０４ｂによって占められる。第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂの再位置決めは、トーチ１６がクランプツール２００によって固定されている間に整備されることを可能にする。固定されたトーチは、装置の様々なツールがそこから方向を合わせ、そこに向けけられるための単一の三次元基準点を提供する。

一部の実施形態においては、第１のツール２０４ａはノズル２０８と係合するように位置決めされ得、第３のツール２０４ｂは清掃ツールと係合するように位置決めされる。このような実施形態においては、第３のツール２０４ｂは第２のノズル（示されていない）と係合し得る。清掃ツール２１４を駆動するアセンブリ２１８が起動されるときには、ベース２０２はトーチ１６の方向に作動して第１のツール２０４ａをノズル２０８と係合させ得、第３のツール２０４ｂによって係合された第２のノズルは実質的に同時にツール２１４によって清掃される。ベース２０２は次いで第１のツール２０４ａをトーチ１６から離れるように移動し得、同様に第３のツール２０４ｂを清掃ツール２１４から離れるように移動し得る。第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂの位置は、次いでベース２０２を１８０度回転することによって相互に交換され得る。ベース２０２の中心軸の周りの回転が記述されているが、当該分野において公知の他の移動パターンもまた採用可能である。回転の後に、ベース２０２は２度目の、トーチの方向に移動され得る。第３のツール２０４ｂによって係合された第２のノズル（示されていない）は次いで、第１のノズル２０８に関して上述されたように、トーチ１６に固定され得る。この構成は、第１のノズル２０８がトーチ１６から取り外されるときに第２のノズルが清掃され、それはノズルが再位置決めされる回数を減らすので、整備のための時間を削減する。

ベース２０２が２度目に作動するときに清掃ツール２１４がノズル２０８と係合しないように、清掃ツール２１４は再位置決めされ得る。図示された実施形態においては、アセンブリ２１８はアセンブリ２１８がそれに沿ってスライドすることができる開口を規定し、清掃ツール２１４の再位置決めを可能にする。特定の実施形態においては、ノズル２０８が清掃された後、およびノズル２０８または第２のノズル（示されていない）が取り替えられた後に、クランプツール２００の固定する部分はトーチ１６を開放し得、そしてロボット１８はトーチ１６を装置から取り外し得る。任意ではあるが、ロボットはトーチ１６をツール１２の近くに再位置決めし得、その結果として、ツール１２はノズルおよびノズルの周囲に配置されたコンポーネントに、以下により詳細に記述されるようにアンチスパッタ溶液を塗布し得る。

図２の図示された実施形態においては、第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂが示されている。しかしながら、本発明の方法は、ベース２０２の上に取り付けられた第１のツール２０４ａのみを採用して実行され得る。すなわち、第１のツール２０４ａはノズル２０８を取り外し、清掃ツール２１４と係合し、ノズル２０８を取り替えることができる。ノズル２０８がトーチ１６から取り外された実施形態においては、ノズルの内部に配置されたコンポーネント、すなわち保持ヘッドアセンブリ２２２およびコンタクトチップ２１２が露出される。一部の実施形態においては、保持ヘッドアセンブリ２２２はコンタクトチップ２１２を含む。コンタクトチップ２１２は保持ヘッドアセンブリ２２２に固定され得、それはまたグースネック２１０に固定され得る。保持ヘッドアセンブリ２２２は保持ヘッドまたはガスディフューザーを含み得る。保持ヘッドアセンブリはチップを規定し、それはトーチ動作の間に加工部品に近接することができる。グースネック２１０は、グースネック２１０の外面に配置された外面ねじのセット、およびグースネック２１０の内面に配置された内面ねじのセットの両方を含み得る。保持ヘッドアセンブリ２２２が保持ヘッドを含む実施形態においては、保持ヘッドアセンブリ２２２の内側のねじ切りされた領域（すなわち、内面ねじ）は、グースネック２１２の外側のねじ切りされた面（すなわち、外面ねじ）とねじ込み可能に係合する。保持ヘッドアセンブリ２２２がガスディフューザーを含む実施形態においては、保持ヘッドアセンブリ２２２の外側のねじ切りされた領域（すなわち、外面ねじ）は、グースネック２１２の内側のねじ切りされた面（すなわち、内面ねじ）とねじ込み可能に係合する。

図３は、保持ヘッドアセンブリを清掃するためのツールを含む、発明の別の実施形態に従った溶接トーチを整備するための装置を示す。一実施形態においては、図２に関して上述されたように、ロボット（示されていない）がトーチ１６を、クランプツール２００によって固定されるために位置決めする。トーチ１６の位置が確定され、様々なツールに対する１つの三次元基準点が生成された後に、ノズル２０８は図２に関して上述されたように、第１のツール２０４ａによって取り外され得、それによって保持ヘッドアセンブリ２２２を露出する。保持ヘッドアセンブリ２２２は一般に面を規定する。一実施形態においては、その面は保持ヘッドアセンブリ２２２の内部である。別の実施形態においては、保持ヘッドアセンブリの面は保持ヘッドアセンブリ２２２の周囲である。特定の実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０が保持ヘッドアセンブリ２２２を清掃するために提供される。アセンブリ清掃ツール２５０は凹んだ部分２５２を含み得る。このような実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０は、アセンブリ清掃ツール２５０を回転するドライバ２５４と結合され得る支持メンバの上に取り付けられ得る。図示された実施形態においては、支持メンバはラックアンドピニオンの駆動アセンブリと結合される。ドライバはロータリモータまたは当該分野において公知の他の適切な構成を含み得る。

一実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０が回転する間に、それは保持ヘッドアセンブリ２２２の面と係合し、面を清掃する。アセンブリを清掃するアセンブリ清掃ツール２５０は、ノズル２０８の取り外しの後に露出される保持ヘッドアセンブリ２２２の部分と接触し、飛散した溶接ワイヤまたは破片を保持ヘッドアセンブリから清掃する。より詳細には、アセンブリ清掃ツール２５０の凹んだ部分２５２が保持ヘッドアセンブリと接触し得る。図示された実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０およびドライバ２５４はベース２０２の上に取り付けられ、それは第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂから９０度の位置において、上述された支持メンバとして働く。このような実施形態においては、第１のツール２０４ａが上述されたようにトーチ１６からノズル２０８を取り外した後に、および第１のツール２０４ａがトーチから離れるように動かされた後に、ベースは９０度（または反対側に向く２７０度）だけ回転され得、アセンブリ清掃ツール２５０を露出された保持ヘッドアセンブリ２２２に対して清掃のために位置決めする。ベース２０２は次いで、露出された保持ヘッドアセンブリ２２２の方向に移動され得、アセンブリ清掃ツール２５０が上述されたように保持ヘッドアセンブリと回転可能に係合することを可能にする。

アセンブリ清掃ツール２５０はベース２０２の上に取り付けられ得るが、しかし、これは要求されるものではない。例えば、アセンブリ清掃ツール２５０は分離した支持（示されていない）の上に取り付けられ得、その支持は、アセンブリ清掃ツール２５０がベース２０２の動きとは独立に保持ヘッドアセンブリ２２２の面と回転可能に係合するように、アセンブリ清掃ツール２５０を作動する。さらに、第１のツール２０４ａおよび第３のツール２０４ｂがベース２０２の上に取り付けられているように示されているものの、本発明の原理は第１のツール２０４ａのみを採用することによって達成され得る。このような実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０はベース２０２の上に第１のツール２０４ａと共に９０度以外の位置に、例えば図３において第３のツール２０４ｂによって占められていた位置に取り付けられ得、またはアセンブリ清掃ツール２５０は分離した支持の上に取り付けられ得る。

一部の実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０が保持ヘッドアセンブリと回転可能に係合するときには、アセンブリ清掃ツール２５０は保持ヘッドアセンブリ２２２の面の周りを移動する。例えば、アセンブリ清掃ツール２５０は清掃部分および駆動手段と結合される軸を含み得る。アセンブリ清掃ツール２５０の清掃部分を軸の中心軸の回りに回転させる軸を回転させる駆動手段に加えて、軸自身またはアセンブリ清掃ツール２５０を支持する手段は、保持ヘッドアセンブリ２２２の面（例えば、周囲の面）の周りを半径方向に回転し得る。本発明の図示された実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０は、支持メンバによる保持ヘッドアセンブリ２２２の方向への作動のときに、保持ヘッドアセンブリ２２２を受容するように適合された凹み部分２５２を含む。保持ヘッドアセンブリが凹み部分２５２と係合するに先立ち、アセンブリ清掃ツール２５０と軸を経由して結合された駆動手段がアクティベートされ得、アセンブリ清掃ツール２５０を回転させる。凹み部分２５２の内側の面がかくして、トーチの方向へとトーチから離れる方向へとの両方の作動の間、保持ヘッドアセンブリ２２２の面と回転可能に係合する。特定の実施形態においては、アセンブリ清掃ツール２５０の凹み部分２５２は、清掃ツール２５０に固定された３つのスクィージーブレード２５６ａ〜２５６ｃを含む。凹み部分２５２が保持ヘッドアセンブリ２２２と回転可能に接触するときには、スクィージーブレードは摩擦力およびねじりの力を使用して破片を取り除くことができる。他の実施形態においては、凹み部分２５２はバッファパッド、サンディングパッド、グラインディングパッド、スティールウール、他の研磨手段、および／または蓄積された溶接ワイヤスパッタを溶解するための加熱エレメントを含み得る。凹み部分２５２はまた、ホースヘア、ナイロン、または金属ブラシを含むブラシエレメントを含み得るが、ブラシエレメントはこれらの材料に限定されない。

特定の実施形態においては、ノズル２０８は図２に関して上述された方法で、第１のツール２０４ａまたは第３のツール２０４ｂによって清掃される。保持ヘッドアセンブリ２２２が清掃された後に、ノズル２０８は図２に関して上述されたように、第１のツール２０４ａまたは第３のツール２０４ｂの何れかによって取り替えられ得る。

図４は本発明の実施形態に従った、コンタクトチップを取替えるための、および溶接ワイヤを切断するためのサブアセンブリを含む、溶接トーチを整備するための装置を示す。図示された実施形態においては、装置はトーチ１６に対してアンチスパッタ溶液を塗布するためのツール１２、および溶接ワイヤを所定の長さに切断するためのツール３００を含む。一実施形態においては、ロボットはトーチ１６を、例えば図２に関して上述されたように、クランプツール２００によって固定するために装置の近くに位置決めする。このような実施形態においては、ノズル２０８は取り外され、上述されたように第１のツール２０４ａまたは第３のツール２０４ｂによって、および例えば図２に関して上述されたように清掃ツール２１４によって清掃される。任意ではあるが、保持ヘッドアセンブリ２２２は図３に関して上述されたように、アセンブリ清掃ツール２５０によって清掃され得る。一実施形態においては、保持ヘッドアセンブリ２２２はコンタクトチップ２１２が取り替えられる前に清掃される。他の実施形態においては、保持ヘッドアセンブリ２２２はコンタクトチップ２１２が取り替えられた後に清掃される。図示された実施形態においては、ベース２０２を作動または回転させるためのドライバ３０１が描かれ、ドライバと結合されたシリンダ、またはベース２０２を作動または回転させるための他の手法を含み得る。

特定の実施形態においては、サブアセンブリ３０２がトーチ１６のコンタクトチップ２１２を取り替えるために採用される。コンタクトチップ２１２はノズル２０８の内部に配置され、第１のツール２０４ａ、２０４ｂによってノズル２０８が取り外されるときに露出される。一実施形態においては、サブアセンブリ３０２は、トーチ１６からコンタクトチップ２１２を取り外し廃棄することができる、第１のチップツール３０４を含む。図示された実施形態においては、第１のチップツール３０４は回転可能なベース３０６の上に取り付けられている。第２のチップツール３０８もまた、回転可能なベース３０６の上に取り付けられている。回転可能なベース３０６は、第１のチップツール３０４または第２のチップツール３０８をトーチ１６の近くに、特に保持ヘッドアセンブリ２２２の近くに、位置決めするために移動され得る。サブアセンブリ３０２はまた、１つ以上の取替え用コンタクトチップを格納するマガジン３１０を含み得る。マガジンは図５に関連して非常に詳しく記述される。特定の実施形態においては、第１のチップツール３０４または第２のチップツール３０８は回転可能なベース３０６の作動を通じて、取替え用コンタクトチップを入手するためにマガジン３１０の近くに位置決めされる。取替え用コンタクトチップを入手した後に、第１のチップツール３０４または第２のチップツール３０８は、トーチ１６に取替え用コンタクトチップを固定するまたは取り付けるために、トーチ１６の近くに位置決めされ得る。

図示された実施形態においては、回転可能なベース３０６およびベース２０２は同じ支持メンバ３１２の上に取り付けられる。このような実施形態においては、支持メンバ３１２は「リフト」メンバ３１４によってトーチの方向に移動され得、「スライド」メンバ３１６によってトーチに対して横方向に移動され得る。リフトメンバ３１４およびスライドメンバ３１６はモータ、ピストン、または当該分野において公知の他の駆動手段によって駆動され得る。別の実施形態においては、回転可能なベース３０６およびベース２０２は異なる支持メンバに取り付けられ、トーチ１６の方向へのおよびそれから離れる方向への独立の動きが可能である。一実施形態においては、サブアセンブリは、ベース２０２とは独立に回転可能なベース３０６を作動するためのドライバ３１８を含み得る。図示された実施形態においては、ドライバ３１８はロータリアクチュエータであるが、しかし本発明の範囲から逸脱することなく他の駆動手段が採用され得る。

一実施形態においては、回転可能なベース３０６は第１のチップツール３０４をトーチ１６のコンタクトチップ２１２の近くに位置決めする。回転可能なベース３０６は第１のチップツール３０４を、コンタクトチップ２１２と接触するように作動させ得る。このような実施形態においては、第１のチップツール３０４は、コンタクトチップ２１２をそれを傷つけることなくしっかりとグリップするかまたはロックすることによって、コンタクトチップ２１２と係合する。第１のチップツール３０４は汚染されたまたは使用済みのコンタクトチップ２１２を取り外すことができ、コンタクトチップ２１２の保存が考慮されない場合には、それはサブアセンブリ３０２から最終的に廃棄される。特定の実施形態においては、第１のチップツール３０４は係合の間にコンタクトチップ２１２を受容するための覆い部分３０４ａを含む。覆い部分３０４ａはコンタクトチップ２１２の外面と係合するための、カム軸受け結合金具を含み得る。覆い部分３０４ａはまた、スパイラルカッティングブレード、膨張可能なスリーブと接合する複数の金属プレート、またはコンタクトチップの外側を傷めることのない他の固定されたグリップホルダーなどの、係合のためのコンポーネントを含み得る。第１のチップツール３０４の覆い部分がコンタクトチップと係合した後に、コンタクトチップ２１２を保持ヘッドアセンブリ２２２との係合を解くために、第１のチップツールは回転され得、それによってコンタクトチップ２１２のねじ切りされた部分が、保持ヘッドアセンブリ２２２のねじ切りされた部分から、係合を解かれる。

特定の実施形態においては、第１のチップツール３０４によってコンタクトチップ２１２が取り外された後に、コンタクトチップ２１２は廃棄される。第１のチップツール３０４は、コンタクトチップ２１２の外面の係合を解くことによって、およびコンタクトチップを強制的に覆い部分３０４ａから離脱させることによって、コンタクトチップ２１２を廃棄することができる。第１のチップツール３０４は空気が強制的に送られる通路（示されていない）を提供し得、それによりコンタクトチップ２１２が覆い部分３０４ａから追い出される。別の実施形態においては、重力によってコンタクトチップ２１２が覆い部分３０４ａから外れるように、第１のチップツール３０４は向きを変えられ得る。さらに別の実施形態においては、第１のチップツール３０４がコンタクトチップから離れる方向に移動される間、コンタクトチップ２１２は例えばホルダー（示されていない）によって固定され得る。このような実施形態においては、第１のチップツール３０４がコンタクトチップ２１２から離れるように移動された後に、コンタクトチップ２１２を固定するコンポーネントはコンタクトチップ２１２を解放し得、コンタクトチップは重力によって、すなわちそれが横からの支持を失うことによって地上に落下し得る。図示された実施形態においては、装置はコンタクトチップをサブアセンブリ３０２から放出するためのコンタクトチップエジェクタユニット３２０を含む。一部の実施形態においては、コンタクトチップツール３０４、３０８はエジェクタユニット３２０のグリップ部分３２２を許容するような位置に移動され得る。グリップ部分３２２は上述された係合のための手法を使用して、使用済みのコンタクトチップと係合するように構成され得る。このような実施形態においては、チップツール３０４、３０８は、グリップ部分３２２が使用済みのコンタクトチップと係合した後に、使用済みのコンタクトチップとの係合を解き得る。チップツール３０４、３０８は次いでエジェクタユニット３２０から離れるように移動され得、グリップ部分３２２は使用済みコンタクトチップを、係合を解き解放する。

コンタクトチップ２１２が取り外され廃棄された後に、取替え用コンタクトチップを格納するマガジン３１０から取替え用コンタクトチップが入手され得る。一実施形態においては、第１のチップツール３０４がマガジン３１０の方向に移動され、チップツール３０４の覆い部分３０４ａの受容端部がマガジン３１０と係合する。覆い部分３０４ａの受容端部がマガジンと係合した後に、マガジン３１０は取替え用コンタクトチップを解放し、それは覆い部分３０４ａの中に落下するかまたは強制的に開口を通過して送られる。第１のツール３０４は次いでトーチ１６の近く、例えばトーチ１６の保持ヘッドアセンブリ２２２の近くに再位置決めされ得る。取替え用コンタクトチップと係合する第１のツール３０４は、取替え用コンタクトチップが保持ヘッドアセンブリ２２２とねじにより係合するように位置決めされ得る。第１のツール３０４は次いで、取替え用コンタクトチップによって規定される軸の回りに回転させられ得、取替え用コンタクトチップの外面に配置されたねじ（すなわち、外部ねじ）が、保持ヘッドアセンブリ２２２の内面に配置されたねじ、すなわち、内部ねじと係合することを可能にし、かくして取替え用コンタクトチップをトーチ１６に固定または取り付ける。取替え用コンタクトチップをトーチ１６に固定した後に、第１のチップツール３０４はトーチ１６から離れるように作動される。ノズルは、図２に関して上述された方法を使用して、取り外され、トーチ１６に固定される。

図４に関する上記コンセプトを採用する実施形態においては、単一の整備ツール３０４がコンタクトチップ２１２を取り外し、コンタクトチップ２１２を廃棄し、マガジン３１０から取替え用コンタクトチップを入手し、取替え用コンタクトチップをトーチ１６に固定し得る。一部の実施形態においては、第２のチップツール３０８は、第１のチップツール３０４の覆い部分３０４ａと同様に、マガジン３１０からの取替え用コンタクトチップを受容するために構成された覆い部分３０８ａを含む。第２のチップツール３０８のマガジン３１０の近くへの作動のときに、第２のチップツール３０８はマガジン３１０から取替え用コンタクトチップを入手し得る。このような実施形態においては、第１のチップツール３０４はトーチ１６からコンタクトチップ２１２を取り外し、上述したようにコンタクトチップを廃棄する。第２のチップツール３０８の位置は第１のチップツール３０４のそれと相互に交換可能である。一実施形態においては、ツール３０４および３０８の位置は、ベース３０６をベースに対して垂直な中心軸の回りに回転することによって相互に交換され得るが、しかしながら第１のチップツール３０４および第２のチップツール３０８の位置を交換する、当該分野において公知の他の方法が使用され得る。第２のチップツール３０８は次いでトーチの近くに位置決めされ得、第２のチップツール３０８は、例えば第１のチップツール３０４に関して上述されたように、取替え用コンタクトチップをトーチに固定し得る。図２に関して上述されたように、清掃ツール２１４を支持するアセンブリ２１８は、サブアセンブリ３０２と清掃ツール２１４との間の相互干渉を避けるために、スライド可能な方法で再位置決めされ得る。

図５は、本発明の実施形態に従った、コンタクトチップを取り替えるためのサブアセンブリによって採用されるマガジン５００を示す。マガジンは第１のチップツール３０４または第２のチップツール３０８に提供される１つ以上の取替え用コンタクトチップを格納することができる。一実施形態においては、マガジン５００はその中に配置された取替え用コンタクトチップを有するハウジング５０２を含む。ハウジングはまた開口５０４を規定し得る。第１のチップツール３０４および第２のチップツール３０８は、覆い部分３０４ａ、３０８ａが開口５０４と係合するような位置に作動され得る。取替え用コンタクトチップ５０６は次いで、開口５０４を経て覆い部分３０４ａ、３０４ｂの中に達し得る。第１のチップツール３０４および第２のチップツール３０８は次いで開口５０４から離れ、保持ヘッドアセンブリの方向に作動され得、取替え用コンタクトチップ５０６をそこに固定する。一実施形態においては、重力が取替え用コンタクトチップを、開口５０４を経て覆い部分３０４ａ、３０４ｂの中に強制的に送る。特定の実施形態においては、プランジャ５０８が、ハウジング５０２の上の開口５０４と反対の位置に取り付けられ得る。取替え用コンタクトチップが開口５０４に隣接して位置決めされた後に、プランジャ５０８が取替え用コンタクトチップを、開口５０４を経て第１のチップツール３０４および第２のチップツール３０８の覆い部分の中へ強制的に送る。

図示された実施形態においては、マガジン５００はハウジング５０２の内部に、開口５０４の方向に付勢力を加えるように使用され得るばねを含む。ばねはピストン部品に外接し得、フォーシングブロック５１０と係合し得る。フォーシングブロック５１０は隣接する取替え用コンタクトチップと接触し、第１のチップツール３０４および第２のチップツール３０８の中に分配するために、取替え用コンタクトチップの「スタック」を開口５０４の方向に駆動する。ばねはまたハウジング５０２の後壁５１２と係合する。マガジン５００はサブアセンブリから取り外し可能であるように設計され組み立てられ得る。図示された実施形態においては、マガジン５００は２つの固定クランプ５１４ａ、５１４ｂを含み、それはハウジング５０２の１部分をプランジャ５０８に対する相対的位置に固定する。固定クランプ５１４ａ、５１４ｂは解放され得、ハウジング５０２の移動可能な部分が後壁５１２の方向に移送されることを可能にする。このような構成においては、複数の取替え用コンタクトチップが、フォーシングブロック５１０と開口５０４との間の空いたエリアに補充され得る。このようにして、マガジンはサブアセンブリから取り外され、他の整備のためのツールから離れた場所において取替え用コンタクトチップを再充填され得る。一実施形態においては、マガジンの部分は取り付けブラケット５１６を介して装置に固定され得る。

図６は、複数のロボットＭＩＧ溶接トーチを整備するための装置を示す。概して、本発明は、１つ以上の溶接室の中に配置された複数のロボット溶接トーチを整備するための単一の装置を構成することによって、規模の経済性を達成することができる。特定の実施形態においては、例えば図１に関して上述されたように、装置はロボット１８と係合する。整備のための装置がロボット１８の整備を完了した後に、ロボット１８はハウジング１０によって規定された開口１４からトーチ１６を取り外す。このような実施形態においては、装置は第２のトーチの整備のために第２の溶接トーチに対して自動的に配置転換するように適合され得る。装置が自動的に配置転換された後に、第２のロボット６００が、ロボット１８に関して上述されたものと実質的に同じプロセスによって、第２のトーチ６０２を装置によって整備するために位置決めする。装置は次いで本明細書に記載されたように、第２のトーチ６０２の整備を開始し得る。図示された実施形態においては、装置はスライドするガントリー６０４の上面に載っており、それは上述されたドライバを採用して、装置が第１のロボット１８から第２のロボット６００へと駆動されることを可能にし得る。なお別の実施形態においては、装置は、車輪、スライド、レールまたは第１のロボット１８の近くの第１の点から第２のロボット６００に隣接する第２の点に装置を配置転換することが可能な他の構成を採用する、自動的な配置転換に対して適合され得る。一実施形態においては、整備を行う装置の移動は、ロボット１８および６００を制御するソフトウェアによって、または整備を行う装置のみを制御するソフトウェアによって制御され得る。

図７は、本発明の実施形態に従った、溶接ワイヤを整備するためのツール７００を示す。示されるように、ツール７００は固定されたベース７０１を含み、ベース７０１はトーチシート７０２および固定ブレード７０４ａを示す。図示された実施形態においては、切断されたワイヤを蓄えるためのリザーバがベース７０１の下方に置かれているが、しかしリザーバ７０６は要求されない。一実施形態においては、ベース７０１は、ブレードホルダー７０８と結合され得る可動ブレード７０４ｂに対して相対的に固定され得る。ブレードホルダー７０８はハウジング７１０の内部に配置されたドライバ（示されていない）と結合され得る。一実施形態においては、ドライバはブレードホルダー７０８を固定ブレード７０４ａの方向に強制的に動かす空気圧シリンダであり得るが、しかし他のドライバも使用され得る。一実施形態においては、例えばアクチュエータを様々なコンポーネントが取り付けられている支持メンバ７１２と結合することによって、トーチが依然として固定された位置に固定されている間に、溶接ワイヤを切断するためにツール７００は溶接トーチのノズルまたはコンタクトチップの近くの位置に作動され得る。ツールの作動は、例えば上記説明されたように、三次元方向にハウジングを作動する複数の駆動モータを含む、複数のドライバによって駆動され得る。別の実施形態においては、ノズルまたはコンタクトチップがシート７０２と係合し、そのオリフィスまたはチップが固定ブレード７０４ａと可動ブレード７０４ｂとの間の分離によって規定される開口７１４の上に配置されるように、トーチは再位置決めされ得る。一実施形態においては、溶接ワイヤはノズルまたはコンタクトチップからリザーバ７０６の方向に向けて出され得る。溶接ワイヤが２つのブレード７０４ａと７０４ｂとの間に位置した後に、ドライバは可動ブレード７０４ｂを固定ブレード７０４ａとカッティングコンタクトするように動かし得、かくして溶接ワイヤの部分を切断する。一部の実施形態においては、カッティングブレード７０４ａ、７０４ｂは同一線上または同一平面内にない。特定の実施形態においては、ブレードはインデクサブルカーバイドから形成され得るが、しかし本発明の範囲から逸脱することなく、他の材料が使用され得る。

図８は、本発明の実施形態に従った、様々なトーチのコンポーネントにアンチスパッタ溶液を塗布するためのツール８００を示す。ツール８００はアンチスパッタ溶液を収容するリザーバ８０２を含む。ツール８００はまた、ツール８００またはそのコンポーネントを装置に取り付けるためのブラケット８０４を含み得る。図示された実施形態においては、ツールは噴霧器ハウジング８０６を含み、それはオリフィス８０８を規定し、そのオリフィスを通ってアンチスパッタ溶液が噴霧され得る。示されるように、噴霧器ハウジング８０６はリザーバ８０２と同じブラケットの上に取り付けられているが、しかしこれは要求されない。噴霧器ハウジング８０６は１つ以上の空気ホース（示されていない）を取り付けるための、１つ以上のカップリングを規定し得る。空気ホースはまたリザーバ８０２と結合し得る。特定の実施形態においては、ホースはリザーバ８０２から噴霧器ハウジング８０６のオリフィスを通る通路に対して、アンチスパッタ溶液を供給する。

特定の実施形態においては、ツール８００は、トーチから遠位置にあるノズルの第２の端部、すなわち、トーチ操作の間に加工部品に最も近い端部、に近い位置に作動され得る。ツール８００は、例えば、上述されたような、ブラケットまたは噴霧器ハウジング８０６と結合し得るドライバによって作動され得る。別の実施形態においては、ツール８００は固定して配置され得、トーチがツール８００と接近するように移動され得る。例示的な実施形態においては、トーチのノズルはオリフィス８０８から約１インチの位置に置かれ得、オリフィスと位置合わせされ得る。コンタクトチップはノズルの内部に配置され得、かくして、概ねオリフィス８０８と位置合わせされる。このような実施形態においては、リザーバ８０２と結合されたバルブからの空気圧が、溶液を空気ホースを通過して噴霧器ハウジング８０６に向かって強制的に送り得る。一実施形態においては、アンチスパッタ溶液はオリフィス８０８から放出され得、ノズルの第２の端部、保持ヘッドアセンブリ、およびコンタクトチップと流体接触し、その部分を覆う。溶液はノズルの第２の端部の開口からノズルの中に入り得、ノズルの内面を覆うことに加えて、その中に配置されたコンポーネントを覆うことができる。

アンチスパッタ溶液は一般に、スパッタとして飛散する溶接ワイヤおよび破片がトーチの部品の上に蓄積することを防止することを助ける。ＴＯＵＧＨＧＡＲＤ（Ｗｉｎｄｓｏｒ、ＣａｎａｄａのＴｒｅｇａｓｋｉｓｓ，Ｌｔｄ．の登録商標）などの、アンチスパッタ溶液のいくつかの例が、当該分野において公知である。ツール８００は比較的低い粘度を有する水ベースのアンチスパッタ溶液を採用することが好ましい。溶液がトーチに塗布された後に、ノズルおよびツール８００は、例えばノズルから離れるようにツール８００を作動させることによって、またはツールから離れるようにノズルを作動させることによって（またはその組み合わせによって）、係合を解かれ得る。一部の実施形態においては、アンチスパッタ溶液の塗布の後に、例えば、図７に関して上述されたように、溶接ワイヤが切断され得る。別の実施形態においては、溶接ワイヤはアンチスパッタ溶液の塗布の前に切断される。

特定の例示的な実施形態を参照して、本発明が詳細に示され記述されてきたが、添付の特許請求の範囲において表明された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細における様々な変更が行われ得ることが、当業者によって理解されるべきである。

図１は、ロボットＭＩＧトーチを整備するための装置を示す。図２は、溶接トーチノズルを整備するための装置を示す。図３は、保持ヘッドアセンブリを清掃するためのツールを含む、溶接トーチを整備するための装置を示す。図４は、コンタクトチップを取り替え、溶接ワイヤを切断するためのサブアセンブリを含む、溶接トーチを整備するための装置を示す。図５は、コンタクトチップを取り替えるためのサブアセンブリによって採用されるマガジンを示す。図６は、複数のロボットＭＩＧ溶接トーチを整備するための装置を示す。図７は、溶接ワイヤを切断するためのツールを示す。図８は、様々なトーチのコンポーネントに対してアンチスパッタ溶液を塗布するためのツールを示す。

Claims

トーチに近接するノズルの第１の端部を含む該溶接トーチノズルの、自動化された整備のための装置であって、
ベースと、
該ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つのための、該ベースの上に取り付けられた第１のツールと、
該ベースに対して相対的に配置され、該ノズルの該第１の端部に入り、該ノズルの内部を清掃する、第２のツールと、
を備える装置。
前記ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つのための、前記ベースの上に取り付けられた第３のツールをさらに備え、
該ベースの作動が前記第１のツールおよび該第３のツールの位置を相互に交換する、請求項１に記載の装置。
前記ノズルは第２のノズルと取り替えられる、請求項２に記載の装置。
前記ノズルが整備されている間、前記溶接トーチを前記装置に関して一定の位置に固定するためのクランプツールをさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記ノズルの第２の端部にアンチスパッタ溶液を塗布するためのツールをさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記装置は、第２のトーチを整備するために、該第２のトーチに隣接するように自動化された配置転換に対して適合される、請求項１に記載の装置。
取り外し可能なノズルを含む溶接トーチを整備するための自動化された方法であって、該ノズルは該トーチに近接する第１の端部を有し、該方法は、
ベースの上に取り付けられた第１のツールにより、該溶接トーチから該ノズルを取り外すステップと、
該ベースに対して相対的に位置決めされた第２のツールにより、該第１の端部から該ノズルを清掃するステップと、
該ノズルを取り替えるステップと、
を包含する、方法。
前記ノズルは、前記第１のツールまたは前記ベースの上に取り付けられた第３のツールのうちの少なくとも１つを使用して、第２のノズルと取り替えられる、請求項７に記載の方法。
前記トーチを前記ベースに対して相対的に固定するステップをさらに包含する、請求項７に記載の方法。
前記清掃するステップおよび、前記取り外すステップと取り替えるステップとのうちの少なくとも１つのステップは、実質的に同時に実施される、請求項７に記載の方法。
前記取り替えられたノズルの第２の端部にアンチスパッタ溶液を塗布するステップをさらに包含する、請求項７に記載の方法。
第２のトーチの整備のために、前記ベース、第１のツール、および第２のツールを該第２のトーチに隣接するように自動的に再位置決めするステップをさらに包含する、請求項７に記載の方法。
ノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリを含む溶接トーチの自動化された整備のための装置であって、
該ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つための、ベースの上に取り付けられた第１のツールと、
第２のツールが該保持ヘッドアセンブリの面と係合するときに、該保持ヘッドアセンブリと回転可能に接触し清掃する、該第２のツールと、
を備える装置。
前記保持ヘッドアセンブリの前記面は、該保持ヘッドアセンブリの周囲である、請求項１３に記載の装置。
前記第２のツールは、前記保持ヘッドアセンブリの前記面の周りを動く、請求項１３に記載の装置。
前記ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つのための、前記ベースの上に取り付けられた第３のツールをさらに備え、
該ベースの作動が前記第１のツールおよび該第３のツールの位置を相互に交換する、請求項１３に記載の装置。
前記ノズルは第２のノズルと取り替えられる、請求項１３に記載の装置。
前記トーチが整備されている間、該溶接トーチを前記装置に関して一定の位置に固定するためのクランプツールをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
前記ノズルが、前記トーチに近接する第１の端部を含む、装置であって、
該ノズルの該第１の端部に入り、該ノズルの内部を清掃する、第４のツールをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
前記保持ヘッドアセンブリは、保持ヘッドまたはディフューザーを備える、請求項１３に記載の装置。
溶接ワイヤを、前記保持ヘッドアセンブリの先端の近くで切断するためのツールをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
前記ノズルの第２の端部または前記保持ヘッドアセンブリのうちの少なくとも１つに、アンチスパッタ溶液を塗布するためのツールをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
前記装置は、第２のトーチを整備するために、該第２のトーチに隣接するように自動化された配置転換に対して適合される、請求項１３に記載の装置。
取り外し可能なノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリを含む、溶接トーチを整備するための自動化された方法であって、
ベースの上に取り付けられた第１のツールにより、該溶接トーチから該ノズルを取り外すステップと、
該保持ヘッドアセンブリの面と係合する第２のツールにより、該保持ヘッドアセンブリの該面を清掃するステップと、
を包含する方法。
前記清掃するステップは、
前記第２のツールを前記保持ヘッドアセンブリの前記面の周りに動かすステップを、
さらに包含する、請求項２４に記載の方法。
前記保持ヘッドアセンブリの前記面は、該保持ヘッドアセンブリの周囲である、請求項２４に記載の方法。
前記ノズルを取り替えるステップをさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
前記ノズルは、前記第１のツールまたは前記ベースの上に取り付けられた第３のツールを使用して、第２のノズルと取り替えられる、請求項２７に記載の方法。
前記トーチを前記ベースに対して相対的に固定するステップをさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
前記ノズルが前記トーチに近接する第１の端部を含む、請求項２４に記載の方法であって、
該ノズルを、前記ベースに対して相対的に位置決めされた第４のツールにより、該第１の端部から清掃するステップをさらに包含する、方法。
アンチスパッタ溶液を、前記ノズルの第２の端部または前記保持ヘッドアセンブリのうちの少なくとも１つに塗布するステップをさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
溶接ワイヤを、前記保持ヘッドアセンブリのチップの近くで切断するステップをさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
第２のトーチの整備のために、前記ベース、前記第１のツール、および前記第２のツールを該第２のトーチに隣接するように自動的に再位置決めするステップをさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
ノズルの内部に配置されたコンタクトチップを含む、溶接トーチの自動化された整備のための装置であって、
ベースと、
該ノズルを取り外すことおよび取り替えることのうちの少なくとも１つのための、該ベースの上に取り付けられた第１のツールと、
該トーチが整備されている間、該溶接トーチを該ベースに対して一定の位置に固定するための、クランプツールと、
該コンタクトチップを取り外し、それを１つ以上の取替え用コンタクトチップを維持するマガジンから入手された取替え用コンタクトチップと取り替える、該ベースに対して相対的に位置決めされたサブアセンブリと、
を備える装置。
前記サブアセンブリは、前記取り外されたコンタクトチップを廃棄する、請求項３４に記載の装置。
前記ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つのための、前記ベースの上に取り付けられた第２のツールをさらに備え、
該ベースの作動が前記第１のツールおよび該第２のツールの位置を相互に交換する、請求項３４に記載の装置。
前記ノズルは第２のノズルと取り替えられる、請求項３４に記載の装置。
前記ノズルが前記トーチに近接する第１の端部を有する、請求項３４に記載の装置であって、
該ノズルの該第１の端部に入り、該ノズルの内部を清掃する第３のツールをさらに備える、装置。
前記溶接トーチが前記ノズルの内部に保持ヘッドアセンブリをさらに備える、請求項３４に記載の装置であって、
第４のツールをさらに備え、該第４のツールが該保持ヘッドアセンブリの面と係合するときに、該第４のツールが該保持ヘッドアセンブリと回転可能に接触しそれを清掃する、装置。
前記保持ヘッドアセンブリは前記コンタクトチップと係合する、請求項３９に記載の装置。
前記保持ヘッドアセンブリの前記面は、該保持ヘッドアセンブリの周囲である、請求項３９に記載の装置。
前記コンタクトチップが溶接ワイヤの通過する開口を含む、請求項３４に記載の装置であって、
該溶接ワイヤを、前記ノズルの第２の端部または該開口のうちの少なくとも１つに近接して、切断するための第５のツールをさらに備える、装置。
アンチスパッタ溶液を、前記ノズルの第２の端部、保持ヘッドアセンブリ、または前記コンタクトチップの開口のうちの少なくとも１つに、塗布するための第６のツールをさらに備える、請求項３４に記載の装置。
前記装置は、第２のトーチを整備するために、該第２のトーチに隣接するように自動化された配置転換に対して適合される、請求項３４に記載の装置。
取り外し可能なノズルの内部に配置された取り外し可能なコンタクトチップを含む、溶接トーチを整備するための自動化された方法であって、
該トーチを、ベースに対して相対的に固定するステップと、
該ノズルを、ベースの上に取り付けられた第１のツールにより該溶接トーチから取り外すステップと、
該コンタクトチップを、該ベースに対して相対的に位置決めされたサブアセンブリにより取り外すステップと、
該サブアセンブリを使用して、取替え用コンタクトチップを、１つ以上の取替え用コンタクトチップを維持するマガジンから入手するステップと、
該サブアセンブリを使用して、該取替え用コンタクトチップを、保持ヘッドアセンブリに取り付けるステップと、
を包含する方法。
前記コンタクトチップを、前記サブアセンブリによって廃棄するステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
前記ノズルを交換するステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
前記ノズルは、前記第１のツールまたは前記ベースの上に取り付けられた第２のツールを使用して、第２のノズルと取り替えられる、請求項４７に記載の方法。
前記ノズルが前記トーチに近接する第１の端部を含む、請求項４５に記載の方法であって、
ノズルを、前記ベースに対して相対的に位置決めされた第３のツールにより、該第１の端部から清掃するステップをさらに包含する、方法。
前記保持ヘッドアセンブリの面と接触する第４のツールにより、該保持ヘッドアセンブリの該面を清掃するステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
前記保持ヘッドアセンブリの前記面は、該保持ヘッドアセンブリの周囲である、請求項５０に記載の方法。
前記コンタクトチップは溶接ワイヤの通過する開口を含む、請求項４５に記載の方法であって、
該溶接ワイヤを、少なくとも前記ノズルの第２の端部または該開口の近くで、切断するステップをさらに包含する、方法。
アンチスパッタ溶液を、前記ノズルの第２の端部、前記保持ヘッドアセンブリ、または前記コンタクトチップのうちの少なくとも１つに、塗布するステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
第２のトーチの整備のために、前記ベース、前記第１のツール、前記サブアセンブリおよび前記マガジンを、該第２のトーチに隣接するように自動的に再位置決めするステップをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
取り外し可能なノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリに固定されたコンタクトチップを含む、溶接トーチの自動化された整備のための装置であって、該ノズルは該トーチに近接する第１の端部および該トーチから遠位の第２の端部を有し、該装置は、
ベースと、
該トーチが整備されている間、該溶接トーチを該ベースに関して一定の位置に固定するための、クランプツールと、
該ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つのための、該ベースの上に取り付けられた第１のツールと、
該ノズルを取り外すことまたは取り替えることのうちの少なくとも１つのための、該ベースの上に取り付けられた第２のツールであって、該ベースの作動が該第１のツールおよび該第２のツールの位置を相互に交換する、第２のツールと、
該ノズルの該第１の端部に入り、該ノズルの内部を清掃する第３のツールと、
第４のツールが該保持ヘッドアセンブリの面と係合するときに、該保持ヘッドアセンブリと回転可能に接触しそれを清掃する第４のツールと、
該コンタクトチップを取り外し、それを１つ以上の取替え用コンタクトチップを維持するマガジンから入手された取替え用コンタクトチップと取り替える、該ベースに対して相対的に位置決めされたサブアセンブリと、
を備える装置。
アンチスパッタ溶液を、前記ノズルの前記第２の端部、前記保持ヘッドアセンブリ、または前記取り替えられたコンタクトチップのうちの少なくとも１つに、塗布するための第５のツールをさらに備える、請求項５５に記載の装置。
溶接ワイヤを、前記ノズルの前記第２の端部または前記コンタクトチップの開口のうちの少なくとも１つの近くで、切断するための第６のツールをさらに備える、請求項５５に記載の装置。
トーチに近接する第１の端部を有するノズルを含む、該溶接トーチの自動化された整備のための装置であって、
該ノズルを取り外す、または取り替えるための手段と、
該ノズルを、該第１の端部から該ノズルに入るツールにより、清掃するための手段と、
を備える装置。
前記トーチが、前記ノズルの内部に配置された保持ヘッドアセンブリを含む、請求項５８に記載の装置であって、
該保持ヘッドアセンブリを清掃するための手段をさらに備える、装置。
前記トーチが、前記ノズルの内部に配置されたコンタクトチップを含む、請求項５８または請求項５９のいずれかに記載の装置であって、
該コンタクトチップを取り外すための、または取替え用コンタクトチップを該トーチに固定するための手段をさらに備える、装置。
整備の間、溶接トーチを前記装置に関して固定するための手段をさらに備える、請求項５８に記載の装置。
アンチスパッタ溶液を、前記トーチに塗布するための手段をさらに備える、請求項６０に記載の装置。
溶接ワイヤを、前記ノズルまたは前記コンタクトチップのオリフィスに隣接して、切断するための手段をさらに備える、請求項６０に記載の装置。