JP2015139785A - 送給機構、アークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 より安定してワイヤを送給できる送給機構を提供すること。
【解決手段】 ワイヤリール２８から繰り出されるワイヤ８９１を送り出す送給ローラ２１Ａ，２１Ｂと、緩衝機構２５と、を備え、緩衝機構２５は、ワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでのワイヤ８９１の長さである部分経路長Ｌ１が変動している間、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を維持する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、送給機構と、アークシステムと、に関する。

従来から、ワイヤを用いて、溶接や溶射などのアーク処理を行う方法が知られている（たとえば特許文献１参照）。同文献に開示の装置は、ワイヤリールおよびローラを備える。ワイヤリールには溶接ワイヤが巻かれている。ローラは、ワイヤリールから送り出された溶接ワイヤを、母材側へと送給する。

このような装置においては、ローラによる溶接ワイヤの送給開始時に、ローラとワイヤリールとの間にたるみが存在することがある。このような場合、ローラが回転を開始すると、たるみが解消するまでは、ローラは溶接ワイヤを送給するがワイヤリールは回転しない。そして、ローラとワイヤリールとの間のたるみが解消した瞬間、ローラとワイヤリールとの間の溶接ワイヤが急激に緊張し、ワイヤリールの回転が開始する。溶接ワイヤが急激に緊張した時、ローラと溶接ワイヤとの間にすべりが生じる可能性がある。すべりが生じると、アーク処理の品質の低下や、アークスタートの失敗を招きかねない。

一方、上述のローラをプッシュローラとした場合、プッシュローラに加え、プルローラが設けられていることがある。プッシュローラとプルローラとの間には、溶接ワイヤを安定して送給するために、たとえば、特許文献２に開示されたワイヤ収容装置が配置されることがある。ワイヤ収容装置は、プッシュローラとプルローラとの間の溶接ワイヤを蓄えるためのバッファ機構の役割を果たす。しかしながら、特許文献２に開示されたワイヤ収容装置は、ワイヤをアーチ状のまま保持するだけであるため、十分なバッファ量を有していない。

特開２００９−２４８１５９号公報 特開２００７−５１８５６８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より安定してワイヤを送給できる送給機構を提供することをその主たる課題とする。
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、バッファ量を大きくできる送給機構を提供することをその主たる課題とする。

本発明の第１の側面によると、ワイヤ供給源から繰り出されるワイヤを送り出す送給ローラと、緩衝機構と、を備え、前記緩衝機構は、前記ワイヤ供給源から前記送給ローラまでの前記ワイヤの長さである部分経路長が変動している間、前記ワイヤのうち前記ワイヤ供給源から前記送給ローラまでの部分が緊張している状態を維持する、ワイヤの送給機構が提供される。

好ましくは、前記ワイヤ供給源は、ワイヤが巻かれたワイヤリールであり、ワイヤが巻かれたワイヤリールを回転自在に保持する保持部材を更に備える。

好ましくは、前記保持部材に保持されたワイヤリールは、前記送給ローラによって引っ張られたワイヤからの力によってのみ回転させられる。

好ましくは、前記ワイヤ供給源は、パックワイヤである。

好ましくは、前記送給ローラおよび前記保持部材は、互いに相対的に固定された位置関係にある。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記ワイヤを掛けるための掛け部を含み、前記掛け部は、前記送給ローラおよび前記保持部材に対して相対移動可能である。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記部分経路長が大きくなるように、前記掛け部に対し力を与える力付与部材を含む。

好ましくは、前記力付与部材は、弾性力、重力、または、ガス圧力を利用して、前記掛け部に対し力を与える。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記ワイヤがループをなしている状態で前記ワイヤを保持し、前記部分経路長の変化に応じて、前記ループの面積が変化する。

好ましくは、前記緩衝機構は、基体と、前記ワイヤを掛けるための複数の掛け部と、を含み、前記複数の掛け部の少なくともいずれか１つは、前記基体に対し相対移動可能に支持されている。

好ましくは、前記複数の掛け部のうちの複数個が、前記基体に対し相対移動可能に支持されている。

好ましくは、前記複数の掛け部のうちある掛け部が前記ループの中心に接近する方向に移動した場合、他の掛け部は、前記ループの中心に接近する方向に移動し、前記複数の掛け部のうちある掛け部が前記ループの中心から離間する方向に移動した場合、他の掛け部は、前記ループの中心から離間する方向に移動する。

好ましくは、前記複数の掛け部は、前記ループの周方向において互いに異なる位置に位置している。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記基体に対して相対運動可能に支持された複数の支持部材を含み、前記複数の支持部材はそれぞれ、前記複数の掛け部を支持している。

好ましくは、前記複数の支持部材はいずれも、前記基体に対して回動可能に支持されている。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記ループの面積が大きくなるように、前記複数の掛け部の少なくともいずれかに対し力を与える力付与部材を含む。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記複数の掛け部の動作を同期させる連結部材を含む。

好ましくは、前記連結部材は、ベルト、あるいは、連結用ワイヤである。

好ましくは、前記緩衝機構は、らせん状に巻かれた状態に前記ワイヤを保持する。

好ましくは、前記緩衝機構は、らせん形状を構成する複数のループが互いに重なっている状態を維持しつつ、前記ループの面積を変化させる。

本発明の第２の側面によると、ワイヤを送り出す第１送給ローラと、前記第１送給ローラよりもワイヤの送給方向前方に位置し、前記ワイヤを送り出す第２送給ローラと、前記ワイヤの送給経路において、前記第１送給ローラおよび前記第２送給ローラの間に配置された緩衝機構と、を備え、前記緩衝機構は、前記ワイヤのうち前記第１送給ローラから前記第２送給ローラまでの部分が緊張している状態を維持する、ワイヤの送給機構が提供される。

本発明の第３の側面によると、ワイヤを送り出す第１送給ローラと、前記第１送給ローラよりもワイヤの送給方向前方に位置し、前記ワイヤを送り出す第２送給ローラと、前記ワイヤの送給経路において、前記第１送給ローラおよび前記第２送給ローラの間に配置された緩衝機構と、を備え、前記緩衝機構は、らせん状に巻かれた状態に前記ワイヤを保持する、ワイヤの送給機構が提供される。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記第１送給ローラから前記第２送給ローラまでの前記ワイヤの長さである部分経路長が変動している間、前記ワイヤのうち前記第１送給ローラから前記第２送給ローラまでの部分が緊張している状態を維持する。

好ましくは、前記緩衝機構は、らせん形状を構成する複数のループが互いに重なっている状態を維持しつつ、前記ループの面積を変化させる。

好ましくは、前記緩衝機構は、基体と、前記ワイヤを掛けるための複数の掛け部と、を含み、前記複数の掛け部の少なくともいずれか１つは、前記基体に対し相対移動可能に支持されている。

好ましくは、前記複数の掛け部のうちの複数個が、前記基体に対し相対移動可能に支持されている。

好ましくは、前記複数の掛け部のうちある掛け部が前記ループの中心に接近する方向に移動した場合、他の掛け部は、前記ループの中心に接近する方向に移動し、前記複数の掛け部のうちある掛け部が前記ループの中心から離間する方向に移動した場合、他の掛け部は、前記ループの中心から離間する方向に移動する。

好ましくは、前記複数の掛け部は、前記ループの周方向において互いに異なる位置に位置している。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記基体に対して相対運動可能に支持された複数の支持部材を含み、前記複数の支持部材はそれぞれ、前記複数の掛け部を支持している。

好ましくは、前記複数の支持部材はいずれも、前記基体に対して回動可能に支持されている。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記ループの面積が大きくなるように、前記複数の掛け部の少なくともいずれかに対し力を与える力付与部材を含む。

好ましくは、前記緩衝機構は、前記複数の掛け部の動作を同期させる連結部材を含む。

好ましくは、前記連結部材は、ベルト、あるいは、連結用ワイヤである。

本発明の第４の側面によると、本発明の第１の側面あるいは第２の側面によって提供される送給機構と、前記送給機構によって送給されたワイヤを用いてアーク処理を行うロボットと、を備える、アークシステムが提供される。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態にかかるアークシステムの正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる送給機構を模式的に示す図である。 図３に示した緩衝機構を示す正面図である。 図４に示した緩衝機構の使用状態を示す正面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分断面図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分断面図である。 本発明の第１実施形態のアークシステムを使用した際のタイミングチャートであり、（ａ）はワイヤの速度の変化態様を示し、（ｂ）は部分経路長の変化態様を示す。 本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる送給機構を模式的に示す図である。 図１３に示した緩衝機構を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図８を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態にかかるアークシステムの正面図である。

同図に示すアークシステムＡ１は、ロボット１と、ワイヤの送給機構２と、を備える。

ロボット１は母材Ｗに対してアーク処理を行う。このようなアーク処理としては、たとえば、溶接および溶射が挙げられる。本実施形態では、ロボット１は、母材Ｗに対して自動でアーク溶接を行う。ロボット１は、たとえば多関節ロボットである。ロボット１は、送給機構２によって供給されたワイヤ８９１を用いてアーク処理を行う。なお、アーク処理を行う際には、ロボット１を必ずしも用いる必要はない。

送給機構２は、母材Ｗに向かってワイヤ８９１を送給するためのものである。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、本発明の第１実施形態にかかる送給機構を模式的に示す図である。

送給機構２は、支持体２０（図２参照）と、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂと、駆動部２４と、緩衝機構２５と、保持部材２７と、を含む。

図２に示す支持体２０は、たとえば金属よりなるフレームである。詳細な図示は省略するが、本実施形態では、支持体２０は底板および側板等を有する。各側板は、底板に立設されている。

図２に示す保持部材２７は、ワイヤ８９１が巻かれたワイヤリール２８を保持するためのものである。保持部材２７は、ワイヤ８９１が巻かれたワイヤリール２８を回転自在に保持する。保持部材２７は、支持体２０に支持されている。

ワイヤリール２８（ワイヤ供給源）は、図３の時計周りに回転しながらワイヤ８９１を繰り出すことができる。ワイヤリール２８は、ワイヤ８９１の送り出しを停止する際に速やかに回転を停止させるために、摩擦等による一定の制動がかかっている。この制動力は、ワイヤリール２８が一定の速度で回転するときには、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂがワイヤ８９１を引っ張る力と同一の大きさとなっている。保持部材２７に保持されたワイヤリール２８は、送給ローラ２１Ａによって引っ張られたワイヤ８９１からの力によってのみ回転させられる。すなわち、保持部材２７に保持されたワイヤリール２８は、ワイヤリール２８用のモータによって回転させられるものではない。

図３に示す送給ローラ２１Ａ，２１Ｂは、少なくともいずれか一方が駆動部２４（モータ）によって駆動される。送給ローラ２１Ａ，２１Ｂ間にワイヤ８９１を挟みこんだ状態で、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂは互いに逆回転をする。これにより、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂは、ワイヤリール２８から繰り出されるワイヤ８９１を送給方向前方Ｆ１に送り出す。本実施形態では、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂおよび保持部材２７は、互いに相対的に固定された位置関係にある。

なお、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂおよび保持部材２７（ワイヤリール２８、すなわちワイヤ供給源）は、互いに相対的に固定された位置関係にある必要は必ずしもない。送給ローラ２１Ａ，２１Ｂは、保持部材２７（ワイヤリール２８、すなわちワイヤ供給源）に対し相対移動可能となっていてもよい。また、本実施形態では、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂはプッシュ装置におけるものであるが、本実施形態とは異なり、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂはプル装置におけるものであってもよい。

図３に示す緩衝機構２５は、部分経路長Ｌ１が変動している間、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を維持する。部分経路長Ｌ１は、ワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでのワイヤ８９１の長さである。

本実施形態においては、緩衝機構２５は、ワイヤ８９１がループＲ１をなしている状態で、ワイヤ８９１を保持する。そして、緩衝機構２５は、ループＲ１の面積を変更させる。本実施形態においては更に、緩衝機構２５は、らせん状に巻かれた状態にワイヤ８９１を保持する。緩衝機構２５は、らせん形状を構成する複数のループＲ１が互いに重なっている状態を維持しつつ、ループＲ１の面積を変化させる。

図４は、図３に示した緩衝機構を示す正面図である。図５は、図４に示した緩衝機構の使用状態を示す正面図である。図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分断面図である。図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分断面図である。

緩衝機構２５は、基体４１と、複数の掛け部（第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４）と、複数の軸（第１軸４４１と、第２軸４４２と、第３軸４４３と、第４軸４４４）と、複数の支持部材（第１支持部材４５１と、第２支持部材４５２と、第３支持部材４５３）と、複数の連結部材（第１連結部材４６１Ａ，４６１Ｂと、第２連結部材４６２Ａ，４６２Ｂ）と、力付与部材４７と、を有する。

図３〜図７に示す第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４とはいずれも、ワイヤ８９１を掛けるためのものである。第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４とは、ループＲ１の周方向Ｄ１において互いに異なる位置に位置している。本実施形態では、第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４とはいずれも、ワイヤ８９１がループ状を維持するように、ワイヤ８９１を保持する。各掛け部は、ワイヤ８９１によって形成されるループＲ１の内側に位置する。

第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４とはいずれも、ワイヤ８９１がスムーズに送給されるように構成されている。本実施形態では、第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４とはいずれも、たとえば、滑車である。そして、第１掛け部４２１は、第１軸４４１を中心に回転可能に支持されている。同様に、第２掛け部４２２は、第２軸４４２を中心に回転可能に支持されている。同様に、第３掛け部４２３は、第３軸４４３を中心に回転可能に支持されている。同様に、第４掛け部４２４は、第４軸４４４を中心に回転可能に支持されている。

図３、図６、図７等に示すように、本実施形態では、らせん状に巻かれた状態にワイヤ８９１を保持するべく、第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３と、第４掛け部４２４はそれぞれ複数設けられている。例えば、本実施形態では、ワイヤ８９１は５重の螺旋状であるので、第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３とはそれぞれ、５つずつ設けられている。第４掛け部４２４は６つ設けられている。複数の第１掛け部４２１は、第１軸４４１に支持されている。同様に、複数の第２掛け部４２２は、第２軸４４２に支持されている。同様に、複数の第３掛け部４２３は、第３軸４４３に支持されている。同様に、複数の第４掛け部４２４は、第４軸４４４に支持されている。

緩衝機構２５においては、送給方向前方Ｆ１に沿って言う場合、ワイヤ８９１は、第４掛け部４２４、第３掛け部４２３、第１掛け部４２１、第２掛け部４２２、第４掛け部４２４・・・第２掛け部４２２、第４掛け部４２４の順で、掛け回されている。

図４等に示す第１支持部材４５１と、第２支持部材４５２と、第３支持部材４５３はいずれも、本実施形態では角柱状の部材である。第１支持部材４５１と、第２支持部材４５２と、第３支持部材４５３はいずれも、基体４１に対し相対運動可能に支持されている。本実施形態では、第１支持部材４５１と、第２支持部材４５２と、第３支持部材４５３はいずれも、基体４１に対し回動可能に支持されている。具体的には、第１支持部材４５１は第１回動軸４５１Ａを軸として回動し、第２支持部材４５２は第２回動軸４５２Ａを軸として回動し、第３支持部材４５３は第３回動軸４５３Ａを軸として回動する。

図４、図６に示すように、第１支持部材４５１は、第１軸４４１を介して、第１掛け部４２１を回動可能に支持している。第１支持部材４５１が運動（回動）することにより、第１掛け部４２１が方向Ｘ１１や方向Ｘ１２に移動する。同様に、図４、図７に示すように、第２支持部材４５２は、第２軸４４２を介して、第２掛け部４２２を回動可能に支持している。第２支持部材４５２が運動（回動）することにより、第２掛け部４２２が方向Ｘ２１や方向Ｘ２２に移動する。同様に、第３支持部材４５３は、第３軸４４３を介して、第３掛け部４２３を回動可能に支持している。第３支持部材４５３が運動（回動）することにより、第３掛け部４２３が方向Ｘ３１や方向Ｘ３２に移動する。

図４等に示す第１連結部材４６１Ａ，４６１Ｂと、第２連結部材４６２Ａ，４６２Ｂは、複数の掛け部４２１〜４２３の動作を同期させるためのものである。第１連結部材４６１Ａ，４６１Ｂと、第２連結部材４６２Ａ，４６２Ｂは、たとえば、ベルト、または、連結用のワイヤである。

第１連結部材４６１Ａ，４６１Ｂは、それぞれ、滑車７８１，７８２に掛け回された状態で、第１支持部材４５１および第２支持部材４５２を連結している。第１支持部材４５１が方向Ｘ１１に回動したとき、第２支持部材４５２は、第１連結部材４６１Ａに引っ張られ、方向Ｘ２１に回動する。逆に、第１支持部材４５１が方向Ｘ１２に回動したとき、第２支持部材４５２は、第１連結部材４６１Ｂに引っ張られ、方向Ｘ２２に回動する。

第２連結部材４６２Ｂは直接、第２支持部材４５２および第３支持部材４５３を連結している。第２連結部材４６２Ａは、滑車７８２に掛け回された状態で、第２支持部材４５２および第３支持部材４５３を連結している。第２支持部材４５２が方向Ｘ２１に回動したとき、第３支持部材４５３は、第２連結部材４６２Ａに引っ張られ、方向Ｘ３１に回動する。逆に、第２支持部材４５２が方向Ｘ２２に回動したとき、第３支持部材４５３は、第２連結部材４６２Ｂに引っ張られ、方向Ｘ３２に回動する。

図５に示すように、ある掛け部（たとえば第１掛け部４２１）がループＲ１の中心Ｃ１に接近する方向（方向Ｘ１１）に移動した場合、他の掛け部（たとえば第２掛け部４２２および第３掛け部４２３）は、ループＲ１の中心Ｃ１に接近する方向（方向Ｘ２１，Ｘ３１）に移動する。一方、ある掛け部（たとえば第１掛け部４２１）がループＲ１の中心Ｃ１から離間する方向（方向Ｘ１２）に移動した場合、他の掛け部（たとえば第２掛け部４２２および第３掛け部４２３）は、ループＲ１の中心Ｃ１から離間する方向（方向Ｘ２２，Ｘ３２）に移動する。このようにして、複数の掛け部（第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３）の動作が同期される。

本実施形態では、第１掛け部４２１の移動ストロークの大きさは、第２掛け部４２２や第３掛け部４２３の移動ストロークの大きさよりも、大きく、２倍である。これは、重力によるワイヤ８９１の垂れを考慮したためである（図４では、図下方が重力方向下方である）。本実施形態とは異なり、第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３の各々の移動ストロークの大きさは、互いに同一でもよい。

力付与部材４７は、ループＲ１の面積が大きくなるように、複数の掛け部（第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３）の少なくともいずれかに対し力を与える。すなわち、力付与部材４７は、部分経路長Ｌ１が長くなるように、複数の掛け部（第１掛け部４２１と、第２掛け部４２２と、第３掛け部４２３）の少なくともいずれかに対し力を与える。本実施形態では、図４に示すように、力付与部材４７は、基体４１および第１支持部材４５１に連結されている。そして、力付与部材４７は、第１支持部材４５１を介して第１掛け部４２１に力を与える。力付与部材４７は、第１支持部材４５１と第２支持部材４５２とを介して、第２掛け部４２２に力を与える。力付与部材４７は、第１支持部材４５１と第２支持部材４５２と第３支持部材４５３とを介して、第３掛け部４２３に力を与える。本実施形態では、力付与部材４７はコイルばねである。本実施形態とは異なり、力付与部材４７は、ゴムなどの弾性部材であってもよい。または、力付与部材４７は、重力やガス圧力を利用して、第１掛け部４２１等に対し力を与えるものであってもよい。

次に、緩衝機構２５の動作について説明する。

＜ワイヤ８９１の送給停止時＞
図８（ａ）に示すように、ワイヤ８９１の送給停止時には、まず、時刻ｔ１において、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転速度の減少が開始し、時刻ｔ２において、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転が停止する。その結果、時刻ｔ２において、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂによるワイヤ８９１の送給が停止する。しかしながら、同図（ａ）にて点線で示すように、時刻ｔ２において送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転が停止した後も、慣性によってワイヤリール２８はしばらく回転を続ける。そして、その後の時刻ｔ３において、ワイヤリール２８の回転が停止し、ワイヤリール２８からのワイヤ８９１の送り出しが停止する。よって、同図（ｂ）に示すように、時刻ｔ３においてワイヤリール２８が回転を停止した時には、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂと、ワイヤリール２８の間の部分経路長Ｌ１は、アーク処理の定常時の値（時刻ｔ１以前）よりも大きくなる。そのため、ループＲ１の面積は、アーク処理の定常時の値よりも大きくなっている。

＜ワイヤ８９１の送給開始時＞
次に、同図（ａ）に示すように、時刻ｔ４において、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転を開始し、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂによるワイヤ８９１の送給を開始する。ワイヤ８９１の送給開始時には、同図（ｂ）に示すように、部分経路長Ｌ１は、時刻ｔ３時点の値のままである。上述のように、緩衝機構２５は、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を維持している。そのため、同図（ａ）にて点線で示すように、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転の開始と同時（時刻ｔ４）に、ワイヤリール２８が、ワイヤ８９１から力を受け、回転を開始する。このようにして、ワイヤリール２８によるワイヤ８９１の送り出しが開始する。同図（ｂ）に示すように、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂにワイヤ８９１が引っ張られることにより、部分経路長Ｌ１が徐々に小さくなる。このとき、ループＲ１の面積も、徐々に小さくなっている。そして、時刻ｔ５において、ワイヤリール２８によるワイヤ８９１の送り出し速度が、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂによるワイヤ８９１の送給速度と同一になると、部分経路長Ｌ１は変動しなくなり、ループＲ１の面積は一定に保たれる。そして、時刻ｔ５以降、所望のアーク処理が行われる。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態においては、緩衝機構２５は、部分経路長Ｌ１が変動している間、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８（ワイヤ供給源）から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を維持する。このような構成によると、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転開始時からワイヤ８９１をすべりなく加速させ、安定して送給することができる。特に、本実施形態においては、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転の開始時において、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態とすることができる。そうすると、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転が開始すると即座に、ワイヤリール２８の回転を開始することができる。よって、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転中に、ワイヤリール２８の回転が開始することを防止できる。そのため、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転中に、送給方向前方Ｆ１とは反対方向の力がワイヤ８９１に対し急に付与されることを、回避できる。したがって、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転中に、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂと、ワイヤ８９１との間にすべりが生じることを防止できる。その結果、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転開始時からワイヤ８９１をすべりなく加速させ、安定して送給することができる。

本実施形態では、ワイヤ供給源の一例として、ワイヤ８９１が巻かれたワイヤリール２８を示したが、本実施形態とは異なり、ワイヤ供給源として、パックワイヤを用いてもよい。

送給ローラ２１Ａ，２１Ｂと、ワイヤ８９１との間にすべりが生じることを防止できることにより、司令速度に応じたワイヤ８９１の送給速度を得ることが可能となる。また、本実施形態の構成によると、ワイヤリール２８の回転速度の立ち上げ時間を延ばすことができ、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂにかかる負荷を低減することができる。

本実施形態においては、緩衝機構２５は、ワイヤ８９１がループＲ１をなしている状態で、ワイヤ８９１を保持する。緩衝機構２５は、ループＲ１の面積を変更させる。このような構成によると、部分経路長Ｌ１が変化した場合に、ワイヤ８９１が変形してしまうことを防止可能である。

本実施形態においては、複数の掛け部（第１掛け部４２１と第２掛け部４２２と第３掛け部４２３）が、基体４１に対し相対移動可能に支持されている。緩衝機構２５は、複数の掛け部（第１掛け部４２１と第２掛け部４２２と第３掛け部４２３）の動作を同期させる第１連結部材４６１Ａ，４６１Ｂおよび第２連結部材４６２Ａ，４６２Ｂを含む。このような構成によると、部分経路長Ｌ１が変化した場合に、ワイヤ８９１が変形してしまうことを、より好適に防止することができる。

なお、本実施形態とは異なり、第１掛け部４２１のみが基体４１に対し相対移動可能に支持されていてもよい。あるいは、第１掛け部４２１と第２掛け部４２２と第３掛け部４２３と第４掛け部４２４のいずれもが、基体４１に対し相対移動可能に支持されていてもよい。

本実施形態においては、緩衝機構２５は、らせん状に巻かれた状態にワイヤ８９１を保持する。このような構成によると、部分経路長Ｌ１の変動可能量を、より大きくすることが可能となる。これにより、定常時にワイヤリール２８が非常に高速で回転していたとしても、ワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を保ちつつ、緩衝機構２５がワイヤ８９１を保持することが可能となる。このことは、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂによる高速送給に好適である。また、部分経路長Ｌ１の変動可能量がより大きい本実施形態の構成によると、ワイヤリール２８の回転を停止するための摩擦等による制動力を小さくすることが、可能である。このことは、ワイヤリール２８の回転負荷の低減に適する。その結果、ワイヤ８９１の安定送給が可能となる。

＜第１実施形態の第１変形例＞
図９を用いて、本発明の第１実施形態の第１変形例について説明する。

なお、以下の説明では、上記と同一または類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図９は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。

本変形例は、送給機構２における緩衝機構２５の構成が、上述の実施形態におけるものと異なっている。本変形例では、緩衝機構２５は、基体５１と、掛け部５２と、軸５４と、支持部材５５と、力付与部材５７と、を有する。

本変形例においても、緩衝機構２５は、部分経路長Ｌ１（図９では図示していない。第１実施形態と同義）の長さが変動している間、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を維持する。

本変形例においては、リンク機構によって、掛け部５２を移動させる。具体的には、以下の通りである。

掛け部５２は、ワイヤ８９１を掛けるためのものである。掛け部５２はワイヤ８９１がスムーズに送給されるように構成されている。本実施形態では、掛け部５２は、たとえば、滑車である。そして、掛け部５２は、軸５４を中心に回転可能に支持されている。掛け部５２は、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂおよび保持部材２７に対して相対移動可能である。

支持部材５５は基体５１に対し相対運動可能に支持されている。本実施形態では、支持部材５５は、基体５１に対し回動可能に支持されている。具体的には、支持部材５５は回動軸５５Ａを軸として回動する。

支持部材５５は、軸５４を介して、掛け部５２を回動可能に支持している。支持部材５５が運動（回動）することにより、掛け部５２が方向Ｘ１１や方向Ｘ１２に移動する。

力付与部材５７は、掛け部５２に対し力を与える。力付与部材５７は、部分経路長Ｌ１が長くなるように、掛け部５２に対し力を与える。力付与部材５７は、弾性力を利用して、掛け部５２に対し力を与える。本実施形態では、力付与部材５７はコイルばねである。本実施形態とは異なり、力付与部材５７は、ゴムなどの弾性部材であってもよい。図９に示すように、力付与部材５７は、基体５１および支持部材５５に連結されている。

本変形例においては、緩衝機構２５は、部分経路長Ｌ１が変動している間、ワイヤ８９１のうちワイヤリール２８から送給ローラ２１Ａ，２１Ｂまでの部分が緊張している状態を維持する。このような構成によると、上述したのと同様に、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂの回転開始時からワイヤ８９１をすべりなく加速させ、安定して送給することができる。

＜第１実施形態の第２変形例＞
図１０を用いて、本発明の第１実施形態の第２変形例について説明する。

図１０は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。

本変形例は、緩衝機構２５の構成が、上述の第１変形例におけるものと異なっている。本変形例では、掛け部５２を支持している支持部材５５ａが、Ｘ１１−Ｘ１２方向に並進移動可能となっている。本変形例においても、力付与部材５７が掛け部５２に対し力を与えることは、上述の第１変形例と同様である。このような構成によっても、上述の第１変形例と同様の作用効果を奏することが可能である。

＜第１実施形態の第３変形例＞
図１１を用いて、本発明の第１実施形態の第３変形例について説明する。

図１１は、本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。

本変形例は、緩衝機構２５における力付与部材５７が重りである点において、上述の第１変形例や第２変形例とは異なる。力付与部材５７（重り）は、滑車７８４に掛け回された紐やベルトを介して、掛け部５２に連結されている。そして、部分経路長Ｌ１が長くなるように、掛け部５２には、力が与えられている。このような構成によっても、上述の第１変形例と同様の作用効果を奏することが可能である。

＜第１実施形態の第４変形例＞
図１２を用いて、本発明の第１実施形態の第４変形例について説明する。

図１２は、本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる送給機構を模式的に示す図である。

本変形例は、らせん形状を構成する複数のループＲ１が互いに重なっている状態で、ワイヤ８９１が掛け部５２に掛け回されている点において、上述の第１変形例とは異なる。本変形例では、緩衝機構２５は、らせん形状を構成する複数のループＲ１が互いに重なっている状態を維持しつつ、ループＲ１の面積を変化させる。ループＲ１の面積を変化させて、部分経路長Ｌ１を変化させることは、第１実施形態にて説明したとおりである。このような構成によっても、上述の第１変形例と同様の作用効果を奏することが可能である。

本実施形態においては、緩衝機構２５は、らせん状に巻かれた状態にワイヤ８９１を保持する。このような構成によると、部分経路長Ｌ１の変動可能量を、より大きくすることが可能となる。このような構成は、第１実施形態で述べたのと同様に、送給ローラ２１Ａ，２１Ｂによる高速送給に好適であり、また、ワイヤ８９１の安定送給に資する。

＜第２実施形態＞
図１３〜図１４を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。

図１３は、本発明の第２実施形態にかかる送給機構を模式的に示す図である。図１４は、図１３に示した緩衝機構を示す正面図である。

本実施形態の送給機構２は、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂと、第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂと、駆動部２４１，２４２と、緩衝機構２５と、保持部材２７と、を含む。なお、送給機構２は、図１等に示したロボット１とともに用いることが可能である。

保持部材２７は、第１実施形態の説明を適用できるから、説明を省略する。

第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂは、少なくともいずれか一方が駆動部２４１（モータ）によって駆動される。第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂ間にワイヤ８９１を挟みこんだ状態で、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂは互いに逆回転をする。これにより、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂは、ワイヤリール２８から繰り出されるワイヤ８９１を送給方向前方Ｆ１に送り出す。

第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂは、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂよりも、ワイヤ８９１の送給方向前方Ｆ１に位置する。第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂは、少なくともいずれか一方が駆動部２４２（モータ）によって駆動される。第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂ間にワイヤ８９１を挟みこんだ状態で、第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂは互いに逆回転をする。これにより、第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂは、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂから送られたワイヤ８９１を送給方向前方Ｆ１に送り出す。

緩衝機構２５は、ワイヤ８９１のバッファ機構として機能する。緩衝機構２５は、ワイヤ８９１の送給経路Ｐ１において、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂおよび第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂの間に配置されている。第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂによって送られたワイヤ８９１は、緩衝機構２５に蓄えられ、その後、第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂに向かう。緩衝機構２５は、部分経路長Ｌ２が変動している間、ワイヤ８９１のうち第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂから第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂまでの部分が緊張している状態を維持する。また、本実施形態では、緩衝機構２５は、力付与部材４７を有していない。

なお、緩衝機構２５のその他の説明は、第１実施形態で述べた説明を適用できるから、本実施形態では説明を省略する。

第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂによるワイヤ８９１の送給速度よりも第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂによるワイヤ８９１の送給速度が小さい場合には、ループＲ１の面積が大きくなる（すなわち、部分経路長Ｌ２が大きくなる）。逆に、第２送給ローラ２３Ａ，２３Ｂによるワイヤ８９１の送給速度が第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂによるワイヤ８９１の送給速度よりも大きい場合には、ループＲ１の面積が小さくなる（すなわち部分経路長Ｌ２が小さくなる）。部分経路長Ｌ２は常時監視され、第１送給ローラ２２Ａ，２２Ｂによる送給速度を調整するなどして、部分経路長Ｌ２が一定するように制御される。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態によっても、第１実施形態で述べたのと同様に、ワイヤ８９１のすべりを防止でき、ワイヤ８９１を安定して送給することができる。

本実施形態においては、バッファ機構たる緩衝機構２５は、らせん状に巻かれた状態にワイヤ８９１を保持する。このような構成によると、部分経路長Ｌ２の変動可能量を、より大きくすることが可能となる。これは、緩衝機構２５のバッファ量を大きくできることを意味する。したがって、高速にワイヤ８９１を送給するアーク処理（溶接や溶射）や、急激なワイヤ８９１の速度変化に対応することができる。また、アーク処理中にてワイヤ８９１切れが生じることを防止できる。また、緩衝機構２５は、コンパクトであり、シンプルであり、低コストであるが、高品位なアーク処理が実現される。

本実施形態では、ワイヤリール２８に巻かれたワイヤ８９１を用いる例を示したが、本実施形態とは異なり、パックワイヤを用いてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１ ロボット
２ 送給機構
２０ 支持体
２１Ａ，２１Ｂ 送給ローラ
２２Ａ，２２Ｂ 第１送給ローラ
２３Ａ，２３Ｂ 第２送給ローラ
２４，２４１，２４２ 駆動部
２５ 緩衝機構
２７ 保持部材
２８ ワイヤリール（ワイヤ供給源）
４１ 基体
４２１ 第１掛け部
４２２ 第２掛け部
４２３ 第３掛け部
４２４ 第４掛け部
４４１ 第１軸
４４２ 第２軸
４４３ 第３軸
４４４ 第４軸
４５１ 第１支持部材
４５１Ａ 第１回動軸
４５２ 第２支持部材
４５２Ａ 第２回動軸
４５３ 第３支持部材
４５３Ａ 第３回動軸
４６１Ａ 第１連結部材
４６１Ｂ 第１連結部材
４６２Ａ 第２連結部材
４６２Ｂ 第２連結部材
４７ 力付与部材
５１ 基体
５２ 掛け部
５４ 軸
５５ 支持部材
５５Ａ 回動軸
５５ａ 支持部材
５７ 力付与部材
７８１，７８２，７８４ 滑車
８９１ ワイヤ
Ａ１ アークシステム
Ｃ１ 中心
Ｄ１ 周方向
Ｆ１ 送給方向前方
Ｌ１，Ｌ２ 部分経路長
Ｐ１ 送給経路
Ｒ１ ループ
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５ 時刻
Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ３１，Ｘ３２ 方向
Ｗ 母材

Claims (22)

1. ワイヤ供給源から繰り出されるワイヤを送り出す送給ローラと、
   緩衝機構と、を備え、
   前記緩衝機構は、前記ワイヤ供給源から前記送給ローラまでの前記ワイヤの長さである部分経路長が変動している間、前記ワイヤのうち前記ワイヤ供給源から前記送給ローラまでの部分が緊張している状態を維持する、ワイヤの送給機構。
2. 前記ワイヤ供給源は、ワイヤが巻かれたワイヤリールであり、
   ワイヤが巻かれたワイヤリールを回転自在に保持する保持部材を更に備える、請求項１に記載の送給機構。
3. 前記保持部材に保持されたワイヤリールは、前記送給ローラによって引っ張られたワイヤからの力によってのみ回転させられる、請求項２に記載の送給機構。
4. 前記ワイヤ供給源は、パックワイヤである、請求項１に記載の送給機構。
5. 前記送給ローラおよび前記保持部材は、互いに相対的に固定された位置関係にある、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の送給機構。
6. 前記緩衝機構は、前記ワイヤを掛けるための掛け部を含み、
   前記掛け部は、前記送給ローラおよび前記保持部材に対して相対移動可能である、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の送給機構。
7. 前記緩衝機構は、前記部分経路長が大きくなるように、前記掛け部に対し力を与える力付与部材を含む、請求項６に記載の送給機構。
8. 前記力付与部材は、弾性力、重力、または、ガス圧力を利用して、前記掛け部に対し力を与える、請求項７に記載の送給機構。
9. 前記緩衝機構は、前記ワイヤがループをなしている状態で前記ワイヤを保持し、
   前記部分経路長の変化に応じて、前記ループの面積が変化する、請求項１に記載の送給機構。
10. 前記緩衝機構は、基体と、前記ワイヤを掛けるための複数の掛け部と、を含み、
    前記複数の掛け部の少なくともいずれか１つは、前記基体に対し相対移動可能に支持されている、請求項９に記載の送給機構。
11. 前記複数の掛け部のうちの複数個が、前記基体に対し相対移動可能に支持されている、請求項１０に記載の送給機構。
12. 前記複数の掛け部のうちある掛け部が前記ループの中心に接近する方向に移動した場合、他の掛け部は、前記ループの中心に接近する方向に移動し、
    前記複数の掛け部のうちある掛け部が前記ループの中心から離間する方向に移動した場合、他の掛け部は、前記ループの中心から離間する方向に移動する、請求項１１に記載の送給機構。
13. 前記複数の掛け部は、前記ループの周方向において互いに異なる位置に位置している、請求項１１または請求項１２に記載の送給機構。
14. 前記緩衝機構は、前記基体に対して相対運動可能に支持された複数の支持部材を含み、
    前記複数の支持部材はそれぞれ、前記複数の掛け部を支持している、請求項１０に記載の送給機構。
15. 前記複数の支持部材はいずれも、前記基体に対して回動可能に支持されている、請求項１４に記載の送給機構。
16. 前記緩衝機構は、前記ループの面積が大きくなるように、前記複数の掛け部の少なくともいずれかに対し力を与える力付与部材を含む、請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の送給機構。
17. 前記緩衝機構は、前記複数の掛け部の動作を同期させる連結部材を含む、請求項１０ないし請求項１６のいずれかに記載の送給機構。
18. 前記連結部材は、ベルト、あるいは、連結用ワイヤである、請求項１７に記載の送給機構。
19. 前記緩衝機構は、らせん状に巻かれた状態に前記ワイヤを保持する、請求項９に記載の送給機構。
20. 前記緩衝機構は、らせん形状を構成する複数のループが互いに重なっている状態を維持しつつ、前記ループの面積を変化させる、請求項１９に記載の送給機構。
21. ワイヤを送り出す第１送給ローラと、
    前記第１送給ローラよりもワイヤの送給方向前方に位置し、前記ワイヤを送り出す第２送給ローラと、
    前記ワイヤの送給経路において、前記第１送給ローラおよび前記第２送給ローラの間に配置された緩衝機構と、を備え、
    前記緩衝機構は、前記ワイヤのうち前記第１送給ローラから前記第２送給ローラまでの部分が緊張している状態を維持する、ワイヤの送給機構。
22. 請求項１ないし請求項２１のいずれかに記載の送給機構と、
    前記送給機構によって送給されたワイヤを用いてアーク処理を行うロボットと、を備える、アークシステム。

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