JP2008030052A - Wire feeding device and arc welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2電極又は単電極を選択して消耗電極アーク溶接を行うためのワイヤ送給装置及びアーク溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a wire feeding device and an arc welding method for performing consumable electrode arc welding by selecting two electrodes or a single electrode.
[従来技術1]
消耗電極アーク溶接においては、ワイヤ送給装置によって単電極となる1本の溶接ワイヤを溶接トーチを通って送給すると共に、溶接電源から給電チップを介して溶接ワイヤに給電し、溶接ワイヤと母材との間にアークが発生して溶接が行われる。このときに、溶接ワイヤの種類を変更するためには、溶接トーチのコンジットケーブル内の溶接ワイヤを手動で抜き取り、変更するワイヤリールから溶接ワイヤを引き出してワイヤ送給装置にセットし、その後に溶接ワイヤを溶接トーチ先端部まで予備送給しなければならない。溶接ロボット等を使用した自動溶接装置において、この溶接ワイヤの交換を行うことは、生産ラインを長時間停止させる必要があり生産効率の低下を招く。したがって、溶接箇所ごとに理想的には溶接ワイヤの種類を変更した方がよい場合でも、溶接ワイヤを交換せずに溶接することが多い。特許文献1に記載する従来技術1は、この溶接ワイヤの交換を自動化する技術である。すなわち、従来技術1では、予め複数種類のワイヤリールを配置しておき、ワイヤ送給・切換機構を設ける。このワイヤ送給・切換機構は、交換前の溶接ワイヤを切断し、交換する溶接ワイヤを送給部に自動セットし、溶接トーチ先端部まで送給して交換前の溶接ワイヤを放出すると共に、交換する溶接ワイヤを溶接可能状態にセッティングする。これによって、溶接ワイヤの交換は自動化されるが、やはり交換には相当の時間がかかるために、適用範囲が限定される。さらに、ワイヤ送給・切換機構は、複雑な機構を有することになるために、設備コストが高くなる問題もある。
[Prior art 1]
In consumable electrode arc welding, a wire feeding device feeds a single welding wire as a single electrode through a welding torch, and feeds the welding wire from a welding power source via a power feed tip. An arc is generated between the materials and welding is performed. At this time, in order to change the type of welding wire, manually pull out the welding wire in the conduit cable of the welding torch, pull out the welding wire from the wire reel to be changed, set it in the wire feeder, and then weld The wire must be pre-fed to the tip of the welding torch. In an automatic welding apparatus using a welding robot or the like, exchanging the welding wire requires that the production line be stopped for a long time, resulting in a decrease in production efficiency. Therefore, even if it is ideal to change the type of the welding wire for each welding location, welding is often performed without replacing the welding wire.
[従来技術2]
図2は、特許文献2に記載する従来技術2を示す2電極アーク溶接装置の構成図である。同図では、互いに絶縁された2本の溶接ワイヤ(2電極)を送給し、2つのアークを溶接方向に前後して発生させて溶接を行う。以下、同図を参照して説明する。
[Prior Art 2]
FIG. 2 is a configuration diagram of a two-electrode arc welding apparatus showing the
第1の溶接電源PS1は、溶接トーチ4の第1の給電チップ41を介して第1の溶接ワイヤ11に電力を供給すると共に、第1の送給モータM1に回転を制御するための第1の送給制御信号Fc1を出力する。第2の溶接電源PS2は、溶接トーチ4の第2の給電チップ42を介して第2の溶接ワイヤ12に電力を供給すると共に、第2の送給モータM2に回転を制御するための第2の送給制御信号Fc2を出力する。
The first welding power source PS1 supplies power to the first welding wire 11 via the first power supply tip 41 of the
第1の送給モータM1は、第1のギアユニット51を介して減速して第1の送給ロール61を回転駆動する。第1の加圧ロール71は、手動の押圧機構を有し、上記の第1の送給ロール61に相対向して配置され、押圧されると上記の第1の送給ロール61とで第1の溶接ワイヤ11を送給する。第1の送給モータM1、第1のギアユニット51、第1の送給ロール61及び第1の加圧ロール71によって第1のワイヤ送給装置WF1を構成する。 The first feeding motor M1 is decelerated via the first gear unit 51 and rotationally drives the first feeding roll 61. The first pressure roll 71 has a manual pressing mechanism, is disposed opposite to the first feeding roll 61, and is pressed with the first feeding roll 61 when pressed. One welding wire 11 is fed. The first wire feeding device WF1 is configured by the first feeding motor M1, the first gear unit 51, the first feeding roll 61, and the first pressure roll 71.
第2の送給モータM2は、第2のギアユニット52を介して減速して第2の送給ロール62を回転駆動する。第2の加圧ロール72は、手動の押圧機構を有し、上記の第2の送給ロール62に相対向して配置され、押圧されると上記の第2の送給ロール62とで第2の溶接ワイヤ12を送給する。第2の送給モータM2、第2のギアユニット52、第2の送給ロール62及び第2の加圧ロール72によって第2のワイヤ送給装置WF2を構成する。
The second feed motor M2 decelerates via the second gear unit 52 and rotationally drives the second feed roll 62. The second pressure roll 72 has a manual pressing mechanism, and is disposed opposite to the second feeding roll 62. When the second pressing roll 72 is pressed, the second pressure roll 72 is connected to the second feeding roll 62. Two
上記の第1のワイヤ送給装置WF1によって第1の溶接ワイヤ11が送給されて母材2との間に第1のアーク31が発生する。上記の第2のワイヤ送給装置WF2によって第2の溶接ワイヤ12が送給されて母材2との間に第2のアーク32が発生する。第1のアーク31及び第2のアーク32は、同図においては、溶接方向に前後して位置しているが、溶接方向に直交する方向(横方向)に位置する場合もある。第1の溶接ワイヤ11の送給速度と第2の溶接ワイヤ12の送給速度とは、第1の送給制御信号Fc1及び第2の送給制御信号Fc2によって、例えば送給比2:1のように異なった値に設定される。
The first welding wire 11 is fed by the first wire feeding device WF 1, and the first arc 31 is generated between the
[従来技術3]
特許文献3に記載する従来技術3の発明は、以下のとおりである。従来技術3の2電極アーク溶接用ワイヤ送給装置は、1つのワイヤリールに2つの溶接ワイヤを巻回したワイヤ送給リールとこのワイヤ送給リールと対応する2つのワイヤケーブル取り出し口との間に2本の溶接ワイヤを上記のリールより分離して取り出すワイヤ分離ピースと、上記の溶接ワイヤ数に対応する数のロール溝を有する送給ロールとを装備している。すなわち、上述した図2において、第1の送給ロール61及び第1の加圧ロール71に2つの送給溝を形成して、第1の溶接ワイヤ11及び第2の溶接ワイヤ12を2つの送給溝によって送給するものである。したがって、第2の送給モータM2、第2の送給ロール62及び第2の加圧ロール72が不要となり、第1のワイヤ送給装置WF1だけでよくなる。この場合、当然ながら第1の溶接ワイヤ11の送給速度と第2の溶接ワイヤ12の送給速度とは同一値となるので、適用範囲が限定される。
[Prior Art 3]
The invention of
上述したように、本発明は、溶接箇所に応じて2電極アーク溶接又は単電極アーク溶接を選択して行うためのワイヤ送給装置及びアーク溶接方法に関するものである。上述した従来技術1では、単電極アーク溶接において、溶接ワイヤの種類を自動的に変更することができる。しかし、その変更には時間がかかるために溶接箇所ごとに頻繁に変更すると、生産効率の大幅な低下を招くことになる。さらに、従来技術1では、2電極アーク溶接と単電極アーク溶接とを切り換えることはできない。
As described above, the present invention relates to a wire feeding device and an arc welding method for selecting and performing two-electrode arc welding or single-electrode arc welding according to a welding location. In the
上述した従来技術2では、2電極アーク溶接と単電極アーク溶接とを溶接箇所に応じて効率よく選択することができる。これは、上述した図2において、第1の溶接ワイヤ11及び/又は第2の溶接ワイヤ12を送給制御信号Fc1、Fc2によって選択して送給することができるためである。例えば、第1の溶接箇所は2電極アーク溶接を行い、第2の溶接箇所は第1の溶接ワイヤ11を使用した単電極アーク溶接を行い、第3の溶接箇所は第2の溶接ワイヤ12を使用した単電極アーク溶接を行うことが効率よく可能となる。しかし、このような溶接は溶接ロボットを使用して行われることが多い。このために2台のワイヤ送給装置WF1、WF2をロボットアーム上に搭載する必要がある。これにより、ロボットアームに対する重量負担及び設置スペース負担が大きくなり、通常よりも大型のロボットを使用せざるえなくなる。この結果、設備コストが高額になる。
In the
上述した従来技術3では、2電極アーク溶接を1台のワイヤ送給装置で行うことができる。しかし、単電極アーク溶接を選択することはできない。
In the
そこで、本発明では、上述した課題を解決するために、2電極アーク溶接又は単電極アーク溶接の選択を1台のワイヤ送給装置で効率よく行うことができるワイヤ送給装置及びアーク溶接方法を提供する。 Therefore, in the present invention, in order to solve the above-described problems, a wire feeding device and an arc welding method capable of efficiently selecting two-electrode arc welding or single-electrode arc welding with a single wire feeding device. provide.
上述した課題を解決するために、第1の発明は、1台の送給モータと、
前記送給モータによってギアユニットを介して回転駆動され、第1の溶接ワイヤを送給するための第1の送給ロール及び第2の溶接ワイヤを送給するための第2の送給ロールと、
前記第1及び第2の送給ロールに相対向して配置される第1及び第2の加圧ロールと、
前記第1及び第2の加圧ロールそれぞれに設けられ、外部からの押圧制御信号に基づいて前記加圧ロールの前記送給ロールへの押圧のオン/オフを制御することができる第1及び第2の押圧機構と、を備え、
前記押圧制御信号によって前記第1の押圧機構のみが押圧オン状態になると前記第1の加圧ロールが前記第1の送給ロールに押圧されて前記第1の溶接ワイヤが送給され、
前記押圧制御信号によって前記第2の押圧機構のみが押圧オン状態になると前記第2の加圧ロールが前記第2の送給ロールに押圧されて前記第2の溶接ワイヤが送給され、
前記押圧制御信号によって前記第1及び第2の押圧機構が押圧オン状態になると前記第1の加圧ロールが前記第1の送給ロールに押圧されて前記第1の溶接ワイヤが送給されると共に、前記第2の加圧ロールが前記第2の送給ロールに押圧されて前記第2の溶接ワイヤが送給されることを特徴とするワイヤ送給装置である。
In order to solve the above-described problem, the first invention includes one feeding motor,
A first feed roll for feeding the first welding wire and a second feed roll for feeding the second welding wire, which are rotationally driven by the feed motor via the gear unit; ,
First and second pressure rolls arranged opposite to the first and second feeding rolls;
1st and 2nd which are provided in each of the 1st and 2nd pressurization rolls, and can control ON / OFF of press to the feed roll of the pressurization rolls based on the press control signal from the outside. Two pressing mechanisms,
When only the first pressing mechanism is turned on by the pressing control signal, the first pressure roll is pressed by the first feeding roll, and the first welding wire is fed,
When only the second pressing mechanism is turned on by the pressing control signal, the second pressing roll is pressed by the second feeding roll, and the second welding wire is fed,
When the first and second pressing mechanisms are turned on by the pressing control signal, the first pressing roll is pressed by the first feeding roll and the first welding wire is fed. In addition, the wire feeding device is characterized in that the second pressure roll is pressed against the second feeding roll and the second welding wire is fed.
また、第2の発明は、第1の発明記載のワイヤ送給装置を使用し、前記押圧制御信号によって前記第1の溶接ワイヤ及び/又は前記第2の溶接ワイヤを選択して溶接を行う、ことを特徴とするアーク溶接方法である。 Further, the second invention uses the wire feeding device according to the first invention and performs welding by selecting the first welding wire and / or the second welding wire by the pressing control signal. This is an arc welding method characterized by the above.
本発明によれば、1台のワイヤ送給装置によって第1の溶接ワイヤ及び/又は第2の溶接ワイヤの送給を選択することができ、2電極アーク溶接又は単電極アーク溶接を溶接箇所に応じて使い分けることができる。さらに、本発明では、単電極アーク溶接を行うときでも、第1の溶接ワイヤ又は第2の溶接ワイヤから所望の種類の溶接ワイヤを選択することができる。本発明では、ワイヤ送給装置が1台であるのでロボットアームへの搭載は、通常のワイヤ送給装置と同様である。本発明のワイヤ送給装置は、加圧ロールに押圧機構を追加したものであり、構造がシンプルであるので省スペースである。 According to the present invention, the feeding of the first welding wire and / or the second welding wire can be selected by one wire feeding device, and two-electrode arc welding or single-electrode arc welding is used as a welding point. You can use them according to your needs. Furthermore, in the present invention, even when single electrode arc welding is performed, a desired type of welding wire can be selected from the first welding wire or the second welding wire. In the present invention, since there is one wire feeding device, the mounting on the robot arm is the same as a normal wire feeding device. The wire feeding device of the present invention is a space saving because it has a pressing mechanism added to the pressure roll and has a simple structure.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るワイヤ送給装置WFを含む2電極/単電極アーク溶接装置の構成図である。同図は、上述した図2と対応しており、同一物には同一符号を付してそれらの説明は省略する。同図の溶接装置は、2電極アーク溶接と単電極アーク溶接とを1台のワイヤ送給装置WFによって効率よく選択することができる。以下、同図を参照して説明する。 FIG. 1 is a configuration diagram of a two-electrode / single-electrode arc welding apparatus including a wire feeding device WF according to an embodiment of the present invention. This figure corresponds to FIG. 2 described above, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The welding apparatus shown in the drawing can efficiently select two-electrode arc welding and single-electrode arc welding by one wire feeder WF. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
第1の溶接電源PS1は、第1の溶接ワイヤ11に電力を供給すると共に、送給モータMの回転を制御するための送給制御信号Fcを出力し、後述する第1及び第2の押圧機構81、82の押圧オン/オフを制御するための押圧制御信号Pcを出力する。 The first welding power source PS1 supplies power to the first welding wire 11 and outputs a feed control signal Fc for controlling the rotation of the feed motor M, and first and second presses described later. A pressing control signal Pc for controlling the pressing on / off of the mechanisms 81 and 82 is output.
送給モータMの回転軸は、2出力ギアユニット5によって、2つの回転軸a、bに分岐される。2つの回転軸の回転比a:bを所望値に設定する。例えば、1:1、2:1、1:2等である。第1の送給ロール61は上記の回転軸aによって回転し、第2の送給ロール62は上記の回転軸bによって回転する。第1の加圧ロール71は上記の第1の送給ロール61に相対向して配置され、第1の押圧機構81によって押圧オン/オフが行われる。第2の加圧ロール72は上記の第2の送給ロール62に相対向して配置され、第2の押圧機構82によって押圧オン/オフが行われる。これら第1及び第2の押圧機構81、82は、上記の押圧制御信号Pcによって独立して押圧オン/オフが制御される・外部信号によって押圧がオン/オフされる押圧機構それ自体は、公知技術(例えば、特許文献4参照)である。
The rotary shaft of the feed motor M is branched into two rotary shafts a and b by the two-
例えば、押圧制御信号Pcを2ビットの信号とし、その値が0のときは第1及び第2の押圧機構81、82共に押圧オフになり、その値が1のときは第1の押圧機構81のみが押圧オンになり、その値が2のときは第2の押圧機構82のみが押圧オンになり、その値が3のときは第1及び第2の押圧機構81、82共に押圧オンになる。送給モータMが回転している場合、押圧機構が押圧オンになっている加圧ロールによって対応する溶接ワイヤが送給される。すなわち、上記の押圧制御信号Pc=1のときは第1の溶接ワイヤ11が送給されて単電極アーク溶接が行われ、Pc=2のときは第2の溶接ワイヤ12が送給されて単電極アーク溶接が行われ、Pc=3のときは第1の溶接ワイヤ11及び第2の溶接ワイヤ12が送給されて2電極アーク溶接が行われる。このときに、2つの溶接ワイヤの送給速度は、上記の2出力ギアユニット5のギア比a:bによって異なる所望値になる。
For example, when the pressure control signal Pc is a 2-bit signal and the value is 0, both the first and second pressing mechanisms 81 and 82 are pressed off, and when the value is 1, the first pressing mechanism 81 is turned off. When the value is 2, only the second pressing mechanism 82 is pressed on, and when the value is 3, both the first and second pressing mechanisms 81 and 82 are pressed on. . When the feeding motor M is rotating, a corresponding welding wire is fed by a pressure roll whose pressing mechanism is pressed on. That is, when the pressure control signal Pc = 1, the first welding wire 11 is fed and single electrode arc welding is performed, and when Pc = 2, the
同図においては、1つの溶接トーチ4内を2本の溶接ワイヤが送給される場合であるが、2つの溶接トーチ4それぞれの内部を溶接ワイヤが送給されてもよい。また、同図では溶接ワイヤは互いに絶縁されているが、同電位であってもよい。このときは、溶接電源も1台でよい。
In the figure, although two welding wires are fed through one
上述した実施の形態によれば、1台のワイヤ送給装置によって第1の溶接ワイヤ及び/又は第2の溶接ワイヤの送給を選択することができ、2電極アーク溶接又は単電極アーク溶接を溶接箇所に応じて使い分けることができる。さらに、本実施の形態では、単電極アーク溶接を行うときでも、第1の溶接ワイヤ又は第2の溶接ワイヤから所望の種類の溶接ワイヤを選択することができる。本実施の形態では、ワイヤ送給装置が1台であるのでロボットアームへの搭載も通常のワイヤ送給装置と同様である。本実施の形態のワイヤ送給装置は、加圧ロールに押圧機構を追加したものであり、比較的構造はシンプルであるので、省スペースとなる。 According to the above-described embodiment, the feeding of the first welding wire and / or the second welding wire can be selected by one wire feeding device, and two-electrode arc welding or single-electrode arc welding can be performed. It can be used properly according to the welding location. Furthermore, in this embodiment, a desired type of welding wire can be selected from the first welding wire or the second welding wire even when performing single electrode arc welding. In this embodiment, since there is one wire feeding device, the mounting on the robot arm is the same as that of a normal wire feeding device. The wire feeding device according to the present embodiment is obtained by adding a pressing mechanism to the pressure roll, and has a relatively simple structure, thus saving space.
2 母材
4 溶接トーチ
5 2出力ギアユニット
11 第1の溶接ワイヤ
12 第2の溶接ワイヤ
31 第1のアーク
32 第2のアーク
41 第1の給電チップ
42 第2の給電チップ
51 第1のギアユニット
52 第2のギアユニット
61 第1の送給ロール
62 第2の送給ロール
71 第1の加圧ロール
72 第2の加圧ロール
81 第1の押圧機構
82 第2の押圧機構
a 回転軸
b 回転軸
Fc 送給制御信号
Fc1 第1の送給制御信号
Fc2 第2の送給制御信号
M 送給モータ
M1 第1の送給モータ
M2 第2の送給モータ
Pc 押圧制御信号
PS1 第1の溶接電源
PS2 第2の溶接電源
WF ワイヤ送給装置
WF1 第1のワイヤ送給装置
WF2 第2のワイヤ送給装置
2
Claims (2)
前記送給モータによってギアユニットを介して回転駆動され、第1の溶接ワイヤを送給するための第1の送給ロール及び第2の溶接ワイヤを送給するための第2の送給ロールと、
前記第1及び第2の送給ロールに相対向して配置される第1及び第2の加圧ロールと、
前記第1及び第2の加圧ロールそれぞれに設けられ、外部からの押圧制御信号に基づいて前記加圧ロールの前記送給ロールへの押圧のオン/オフを制御することができる第1及び第2の押圧機構と、を備え、
前記押圧制御信号によって前記第1の押圧機構のみが押圧オン状態になると前記第1の加圧ロールが前記第1の送給ロールに押圧されて前記第1の溶接ワイヤが送給され、
前記押圧制御信号によって前記第2の押圧機構のみが押圧オン状態になると前記第2の加圧ロールが前記第2の送給ロールに押圧されて前記第2の溶接ワイヤが送給され、
前記押圧制御信号によって前記第1及び第2の押圧機構が押圧オン状態になると前記第1の加圧ロールが前記第1の送給ロールに押圧されて前記第1の溶接ワイヤが送給されると共に、前記第2の加圧ロールが前記第2の送給ロールに押圧されて前記第2の溶接ワイヤが送給されることを特徴とするワイヤ送給装置。 One feed motor,
A first feeding roll for feeding the first welding wire and a second feeding roll for feeding the second welding wire, which are rotationally driven by the feeding motor via the gear unit; ,
First and second pressure rolls arranged opposite to the first and second feeding rolls;
1st and 2nd which is provided in each of the 1st and 2nd pressurization rolls, and can control ON / OFF of press to the feed roll of the pressurization rolls based on the press control signal from the outside. 2 pressing mechanisms,
When only the first pressing mechanism is turned on by the pressing control signal, the first pressure roll is pressed by the first feeding roll and the first welding wire is fed,
When only the second pressing mechanism is turned on by the pressing control signal, the second pressing roll is pressed by the second feeding roll, and the second welding wire is fed,
When the first and second pressing mechanisms are turned on by the pressing control signal, the first pressure roll is pressed by the first feeding roll and the first welding wire is fed. At the same time, the second pressure roll is pressed against the second feed roll to feed the second welding wire.
An arc welding method using the wire feeding device according to claim 1 and performing welding by selecting the first welding wire and / or the second welding wire by the pressing control signal.
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