JP2525285B2 - Torch rotating device for high-speed rotating arc welding equipment - Google Patents

Torch rotating device for high-speed rotating arc welding equipment

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JP2525285B2
JP2525285B2 JP2307252A JP30725290A JP2525285B2 JP 2525285 B2 JP2525285 B2 JP 2525285B2 JP 2307252 A JP2307252 A JP 2307252A JP 30725290 A JP30725290 A JP 30725290A JP 2525285 B2 JP2525285 B2 JP 2525285B2
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eccentric
eccentric ring
electrode
rotating
speed
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祐司 杉谷
雅智 村山
俊二 藤江
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Nippon Kokan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高速回転アーク溶接装置に使用される溶接
トーチの回転装置、特に溶接アークの回転直径の自動調
整機構に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotating device for a welding torch used in a high-speed rotating arc welding device, and more particularly to a mechanism for automatically adjusting the rotating diameter of a welding arc.

[従来の技術] 高速回転アーク溶接装置は電極ワイヤと被溶接部材と
の間で発生するアークに高速度の円運動(回転)を与え
ながらアーク溶接を行うものであるが、その溶接トーチ
の回転装置は、例えば特開昭62-104684号公報に示すよ
うに中心を電極ワイヤが通る電極に上部(電極ワイヤ挿
入側端部)を支点とする円錐運動を与えるように偏心ギ
ヤにて電極の中間部を所定量偏心させて支持し電極の下
端を回転する構造となっている。
[Prior Art] A high-speed rotary arc welding device performs arc welding while applying a high-speed circular motion (rotation) to an arc generated between an electrode wire and a member to be welded. As shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-104684, the device uses an eccentric gear to form an intermediate portion of the electrode so that the electrode through which the electrode wire passes through the center has a conical motion with the upper portion (the end portion on the electrode wire insertion side) as a fulcrum. The lower end of the electrode is rotated by eccentrically supporting the part by a predetermined amount.

さらに具体的に説明する。第6図(A),(B)は上
記公報に示されたトーチ回転装置の概略断面側面図及び
トーチの回転を生じさせる偏心ギヤ部の横断平面図であ
る。図に示すように、電極ワイヤ21は電極20の中心を通
って送給されるようになっており、被溶接部材31との間
でアーク30を発生し溶接を行う。電極20は上部を自動調
心玉軸受27にて支持され、中間部を自動調心玉軸受26を
介して偏心ギヤ25にて支持されており、この偏心ギヤ25
をモータ22の軸23に取り付けられたギヤ24と噛み合わせ
て回転せしめる。これにより電極20は上部の自動調心玉
軸受27による支持を支点とし、中間部の自動調心玉軸受
26及び偏心ギヤ25の偏心回転により円錐運動を行う。偏
心ギヤ25はギヤボックス28内でベアリング34にて回転自
在に支持されている。また電極ワイヤ21に給電するため
電極20の上端部に給電ケーブル29が締付けボルト33にて
接続されている。
A more specific description will be given. 6 (A) and 6 (B) are a schematic cross-sectional side view of the torch rotating device shown in the above publication and a cross-sectional plan view of an eccentric gear portion that causes rotation of the torch. As shown in the figure, the electrode wire 21 is fed through the center of the electrode 20, and an arc 30 is generated between the electrode wire 21 and the member 31 to be welded to perform welding. The upper part of the electrode 20 is supported by a self-aligning ball bearing 27, and the middle part is supported by an eccentric gear 25 via a self-aligning ball bearing 26.
Is engaged with a gear 24 attached to the shaft 23 of the motor 22 to rotate. As a result, the electrode 20 is supported by the upper self-aligning ball bearing 27 as a fulcrum, and the middle self-aligning ball bearing 27 is used as a fulcrum.
26 and the eccentric gear 25 eccentrically rotate to perform a conical motion. The eccentric gear 25 is rotatably supported by a bearing 34 in a gear box 28. Further, a power supply cable 29 is connected to the upper end portion of the electrode 20 by a tightening bolt 33 for supplying power to the electrode wire 21.

偏心ギヤ25の偏心量は一定値dに設定されており、自
動調心玉軸受26及び偏心ギヤ25によって、電極20が上部
の自動調心玉軸受27を支点とする円錐運動を行うため、
電極20の下端部において電極ワイヤ21の先端は直径Dの
円運動を行う。つまりアーク30は溶接線に対しDの直径
で高速回転する。このため開先の側壁に対する溶込みが
増加し、ビード表面も平滑化され、良好なビード形状が
得られるとともに、回転アーク30の回転位置及びアーク
電圧、溶接電流を検出することによりアーク自体をセン
サーとして用いることができ、このアークセンサーによ
り開先中心倣い制御を高精度に行わせることができると
いう利点がある(特公昭63-39346号、特開昭57-91877
号)。
The eccentric amount of the eccentric gear 25 is set to a constant value d, and the self-aligning ball bearing 26 and the eccentric gear 25 cause the electrode 20 to perform a conical movement with the upper self-aligning ball bearing 27 as a fulcrum.
At the lower end of the electrode 20, the tip of the electrode wire 21 makes a circular motion with a diameter D. That is, the arc 30 rotates at a high speed with a diameter of D with respect to the welding line. For this reason, the penetration into the side wall of the groove increases, the bead surface is also smoothed, and a good bead shape is obtained, and the arc itself is detected by detecting the rotating position of the rotating arc 30, the arc voltage, and the welding current. The advantage of this arc sensor is that the groove center scanning control can be performed with high accuracy (Japanese Patent Publication No. 63-39346, Japanese Patent Laid-Open No. 57-91877).
issue).

ところで、開先の寸法・形状、溶接継手の種類等に応
じてビード幅や溶込み深さを適切に制御する必要がある
ため、開先の種類に応じて電極ワイヤ21の先端の回転直
径Dを調整する必要がある。この回転直径の調整は自動
調心玉軸受27と偏心ギヤ25間の距離lを変更することに
より行われ、このため回転直径調整器32が設けられてい
る。
By the way, since it is necessary to appropriately control the bead width and the penetration depth according to the size and shape of the groove, the type of welded joint, etc., the rotation diameter D of the tip of the electrode wire 21 depends on the type of the groove. Need to be adjusted. This adjustment of the rotating diameter is carried out by changing the distance 1 between the self-aligning ball bearing 27 and the eccentric gear 25. For this reason, the rotating diameter adjuster 32 is provided.

[発明が解決しようとする課題] しかし、回転直径調整器32による調整方式では回転直
径Dの調整範囲が大きくなると回転直径調整器32が長く
なるため、溶接トーチも長くなり重量が増え大型化す
る。特に最近はこの溶接トーチをロボットに備える要求
が高まり、トーチの大型化、重量化はロボットの剛性、
強度、コスト面などへの影響が大きく、小型軽量化が要
請されているのに加えて、手動調整方式では自動化、無
人化ができず汎用性が減ずるという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the adjusting method using the rotating diameter adjuster 32, the rotating diameter adjuster 32 becomes longer as the adjusting range of the rotating diameter D becomes larger, so that the welding torch also becomes longer and the weight increases and the size increases. . In particular, recently, the demand for equipping a robot with this welding torch has increased, and increasing the size and weight of the torch has increased the rigidity of the robot,
In addition to the large impact on strength and cost, there has been a demand for smaller size and lighter weight, and the manual adjustment method has a problem that automation and unmanned operation cannot be performed and versatility is reduced.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされ
たもので、トーチの小型軽量化を実現できるとともにア
ークの回転直径を自動的に変更できるようにした高速回
転アーク溶接装置のトーチ回転装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and a torch rotating device for a high-speed rotating arc welding device, which can realize downsizing and weight saving of the torch and can automatically change the rotating diameter of the arc. The purpose is to provide.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明に係る高速回転ア
ーク溶接装置のトーチ回転装置は、電極の上端(電極ワ
イヤ挿入側端部)を支点とし、該電極の中間部を回転駆
動される偏心回転体により支持して該電極の下端に高速
円運動を与え、前記電極の中心を通る電極ワイヤの先端
における溶接アークに高速の円運動を与えるものにおい
て、上記偏心回転体は2つに分離された外側偏心リング
と内側偏心リングの組合せより構成し、さらに外側偏心
リングと内側偏心リングとの間に弾性的に係合する突起
が出入り自在に設けられ、両リングを任意の相対回転角
の位置に、回転中保持する位相差保持手段と、内側偏心
リングを固定するロック手段により、回転停止時に前記
外側偏心リングと内側偏心リングの位相差を自動的に変
更することにより溶接アークの回転直径を自動的に変更
可能にしたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a torch rotating device of a high-speed rotating arc welding device according to the present invention uses an upper end of an electrode (end part of an electrode wire insertion side) as a fulcrum, An eccentricity in which a middle part is supported by an eccentric rotating body which is driven to rotate to give a high-speed circular motion to a lower end of the electrode and a high-speed circular motion to a welding arc at a tip of an electrode wire passing through the center of the electrode. The rotating body is composed of a combination of an outer eccentric ring and an inner eccentric ring, which are separated into two parts, and a protrusion engaging elastically between the outer eccentric ring and the inner eccentric ring is provided so as to be able to move in and out. At a position of an arbitrary relative rotation angle, by a phase difference holding means for holding during rotation and a locking means for fixing the inner eccentric ring, the phase difference between the outer eccentric ring and the inner eccentric ring is stopped when the rotation is stopped. By automatically changing it, the rotating diameter of the welding arc can be automatically changed.

また、位相差保持手段が、内側偏心リングの外周面に
設けられた複数の凹部と、バネにより加圧され、この凹
部に係合するボールまたはプランジャとからなり、ロッ
ク手段のロック位置が電極の回転位置検出器からの位置
信号に基づいて位置決めされることを特徴とするもので
ある。
Further, the phase difference holding means is composed of a plurality of recesses provided on the outer peripheral surface of the inner eccentric ring, and a ball or a plunger that is pressed by a spring and engages with the recesses. Positioning is performed based on a position signal from the rotational position detector.

[作用] 上述のように電極が円(錐)運動を行うとき、偏心回
転体の偏心量をdとし、電極の支点より偏心回転体の電
極支持部までの距離をl,電極の支点より電極ワイヤの先
端までの距離をLとすると、電極ワイヤの先端での回転
直径つまりアークの回転直径Dは、次式で与えられる。
[Operation] When the electrode makes a circular (pyramidal) motion as described above, the eccentric amount of the eccentric rotating body is d, the distance from the fulcrum of the electrode to the electrode support portion of the eccentric rotating body is l, and the electrode is from the fulcrum of the electrode. When the distance to the tip of the wire is L, the rotation diameter at the tip of the electrode wire, that is, the rotation diameter D of the arc is given by the following equation.

(1)式よりアークの回転直径Dは偏心回転体の偏心
量dによって変化するので、外側偏心リングと内側偏心
リングにて偏心回転体10を構成し、偏心量dを変化させ
る。この原理を第4図、第5図により説明する。
From the equation (1), since the arc rotation diameter D changes depending on the eccentric amount d of the eccentric rotating body, the eccentric rotating body 10 is constituted by the outer eccentric ring and the inner eccentric ring, and the eccentric amount d is changed. This principle will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図に示すように、偏心量d1を持つ外側偏心リング
1と、偏心量d2を持つ内側偏心リング2の組合せの角度
を変えると、偏心回転体の偏心量dが変化するのであ
る。ここで、簡単のため各々の偏心量d1とd2は等しくd1
=d2=d0として説明する。
As shown in FIG. 4, the outer eccentric ring 1 with the eccentricity d 1, changing the angle of the combination of the inner eccentric ring 2 having an eccentric amount d 2, is the eccentricity d of eccentric rotation body is changed . Here, for simplicity, the eccentricity amounts d 1 and d 2 are equal to each other d 1
Description will be made assuming that = d 2 = d 0 .

例えば、第4図の(A)は外側偏心リング1及び内側偏
心リング2の偏心方向を共に上向きに一致させた場合で
あり、両リングの位相差(相対回転角)θは0°であ
る。このとき偏心回転体の偏心量dは最大の2d0とな
る。またその偏心方向は上向きで、外側偏心リングの偏
心方向を基準とする偏心方向の角度αは0°となる。
For example, FIG. 4A shows the case where the eccentric directions of the outer eccentric ring 1 and the inner eccentric ring 2 are both matched upward, and the phase difference (relative rotation angle) θ of both rings is 0 °. At this time, the amount of eccentricity d of the eccentric rotating body becomes maximum 2d 0 . Further, the eccentric direction is upward, and the angle α in the eccentric direction based on the eccentric direction of the outer eccentric ring is 0 °.

(B)は外側偏心リング1の偏心方向を上向き、内側偏
心リング2の偏心方向を左向きにした場合で、両リング
の位相差θは90°である。このとき偏心回転体の偏心量 となり、偏心方向及び角度は左45°斜め上向きとなる。
また(C)は外側偏心リング1の偏心方向を上向き、内
側偏心リング2の偏心方向を下向きとした場合で、両リ
ングの位相差θは180°である。このとき偏心回転体の
偏心量d=0(最小値)となり、偏心方向及び角度は現
れず、偏心回転体は真円となる。
(B) shows the case where the eccentric direction of the outer eccentric ring 1 is upward and the eccentric direction of the inner eccentric ring 2 is left, and the phase difference θ between both rings is 90 °. At this time, the eccentricity of the eccentric rotating body The eccentric direction and angle are diagonally upward to the left by 45 °.
Further, (C) shows the case where the eccentric direction of the outer eccentric ring 1 is upward and the eccentric direction of the inner eccentric ring 2 is downward, and the phase difference θ between both rings is 180 °. At this time, the eccentric amount d of the eccentric rotating body becomes 0 (minimum value), the eccentric direction and angle do not appear, and the eccentric rotating body becomes a perfect circle.

このように偏心回転体の偏心量dは、0≦d≦2d0
範囲で変化する。
In this way, the eccentricity d of the eccentric rotating body changes within the range of 0 ≦ d ≦ 2d 0 .

第5図は偏心回転体の偏心量d及び偏心方向角度αを
求めるための説明図である。図において、A点は外側偏
心リングの外径aの中心、B点は外側偏心リングの内径
bの中心で、かつ内側偏心リングの外径bの中心、C点
は内側偏心リングの内径cの中心、すなわち電極の中心
とし、外側偏心リングと内側偏心リングの偏心方向のズ
レ、すなわち位相差をθ(0°≦θ≦180°)、外側偏
心リングの偏心量をd1,内側偏心リングの偏心量をd2
すると、 偏心回転体の偏心量d(ACの長さ)は また、d1=d2=d0のときは となる。
FIG. 5 is an explanatory diagram for obtaining the eccentric amount d of the eccentric rotating body and the eccentric direction angle α. In the figure, point A is the center of the outer diameter a of the outer eccentric ring, point B is the center of the inner diameter b of the outer eccentric ring, and the center of the outer diameter b of the inner eccentric ring, and point C is the inner diameter c of the inner eccentric ring. The center, that is, the center of the electrode, is displaced in the eccentric direction between the outer eccentric ring and the inner eccentric ring, that is, the phase difference is θ (0 ° ≦ θ ≦ 180 °), the eccentric amount of the outer eccentric ring is d 1 , and the inner eccentric ring is If the eccentricity is d 2 , the eccentricity d (AC length) of the eccentric rotating body is When d 1 = d 2 = d 0 , Becomes

偏心方向角度αは また、d1=d2=d0のときは となる。The eccentric direction angle α is When d 1 = d 2 = d 0 , Becomes

ここで、d1,d2は定数(既知)であるので、位相差θが
分かれば、偏心回転体の偏心量d及び偏心方向角度αが
求まる。
Here, since d 1 and d 2 are constants (known values), if the phase difference θ is known, the eccentric amount d of the eccentric rotating body and the eccentric direction angle α can be obtained.

(2)式、(3)式より位相差θが変えたときの偏心量
d及び偏心方向角度αを計算すると、第1表のようにな
る。
The eccentricity amount d and the eccentric direction angle α when the phase difference θ is changed are calculated from the equations (2) and (3), and the results are shown in Table 1.

両リングの位相差θは、両リングの間に設けられた位
相差保持手段、例えばバネ加圧式のボールプランジャに
よって外側偏心リングと内側偏心リングとを所要の相対
回転角で位置決めし回転中にこれを固定する。また、内
側偏心リングをロック手段により固定し、外側偏心リン
グだけを回転モータ22により所要の角度だけ回転させる
ことにより偏心回転体の偏心量dを調整する。そしてそ
の偏心量dに基づくアークの回転直径Dは(1)式より
得られ、その後ロック手段を解除し、外側偏心リングと
内側偏心リングを一体として回転すれば、変更された回
転直径Dでアークは回転する。
The phase difference θ between the two rings is determined by positioning the outer eccentric ring and the inner eccentric ring at a required relative rotation angle by means of a phase difference holding means provided between the rings, for example, a spring pressure type ball plunger. To fix. Further, the inner eccentric ring is fixed by the locking means, and only the outer eccentric ring is rotated by the rotation motor 22 by a required angle to adjust the eccentric amount d of the eccentric rotating body. The rotation diameter D of the arc based on the eccentricity d is obtained from the equation (1). After that, if the locking means is released and the outer eccentric ring and the inner eccentric ring rotate together, the arc has a changed rotation diameter D. Rotates.

[実施例] 第1図は本発明のトーチ回転装置の一実施例を示す断
面側面図、第2図及び第3図はそれぞれ第1図のA−A
線断面図及びB−B線断面図である(ただし、ギャボッ
クスは除く)。
[Embodiment] FIG. 1 is a sectional side view showing an embodiment of the torch rotating device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are AA of FIG. 1, respectively.
It is a line sectional view and a BB line sectional view (however, Gabox is excluded).

この実施例では、偏心回転体10を、2つに分離された
外側偏心リング1と、内側偏心リング2の組合せにより
構成している。
In this embodiment, the eccentric rotating body 10 is composed of a combination of an outer eccentric ring 1 and an inner eccentric ring 2 which are separated into two parts.

外側偏心リング1は、ギヤ3を有し、上下2個のベア
リング34を介してギヤボックス28内に回転自在に支持さ
れ、ギヤ3にモータ22の軸23に取り付けられた駆動ギヤ
24を噛み合わせて回転せしめる。なお、ギヤ3,24による
駆動機構は一例を示したものであり、タイミングベル
ト、チェーン等により外側偏心リング1を回転駆動する
こともできる。
The outer eccentric ring 1 has a gear 3 and is rotatably supported in a gear box 28 via upper and lower two bearings 34, and a drive gear attached to the shaft 23 of the motor 22 by the gear 3.
Engage 24 and rotate. The drive mechanism by the gears 3 and 24 is an example, and the outer eccentric ring 1 can be rotationally driven by a timing belt, a chain, or the like.

内側偏心リング2は外側偏心リング1の内部に密接に
挿入される。すなわち第4図でも示したように、内側偏
心リング2の外径bと外側偏心リング1の内径bは相対
的な回転ができる程度の微小な隙間をもってほぼ等しく
形成される。また外側偏心リング1の偏心量d1と内側偏
心リング2の偏心量d2は等しくしてもよいし、異なる値
としてもよい。いずれにしても偏心回転体10の偏心量d
及び偏心方向角度αは、(2)式、(3)式より位相差
θが分かれば計算で求めることができる。そこで、外側
偏心リング1と内側偏心リング2の間には相対回転角
(位相差)を回転中に保持する位相差保持手段15が所要
数設けられている。この位相差保持手段15によって、上
述したように偏心回転体10の偏心量d及び偏心方向が回
転中、保持される。第2図では偏心回転体10の偏心方向
は右向きとなっている。
The inner eccentric ring 2 is closely inserted inside the outer eccentric ring 1. That is, as also shown in FIG. 4, the outer diameter b of the inner eccentric ring 2 and the inner diameter b of the outer eccentric ring 1 are formed substantially equal to each other with a minute gap allowing relative rotation. Also it may be equally eccentric amount d 1 and eccentricity d 2 of the inner eccentric ring 2 of the outer eccentric ring 1 may be a different value. In any case, the eccentric amount d of the eccentric rotating body 10
And the eccentric direction angle α can be calculated by the equation (2) and (3) if the phase difference θ is known. Therefore, a required number of phase difference holding means 15 for holding the relative rotation angle (phase difference) during rotation are provided between the outer eccentric ring 1 and the inner eccentric ring 2. As described above, the phase difference holding means 15 holds the eccentric amount d and the eccentric direction of the eccentric rotating body 10 during rotation. In FIG. 2, the eccentric direction of the eccentric rotating body 10 is rightward.

位相差保持手段15は、第1図、第3図に示すようにバ
ネ加圧式のボールプランジャにより構成されており、内
側偏心リング2の外周面に等角度でボール16が係合する
凹部17を所要数設け、ボール16を止めネジ18との間に介
在させたバネ19により常に凹部17側へ加圧している。
The phase difference holding means 15 is composed of a spring-pressurized ball plunger as shown in FIGS. 1 and 3, and has a recess 17 on the outer peripheral surface of the inner eccentric ring 2 for engaging the ball 16 at an equal angle. A required number of balls 16 are provided, and the ball 16 is constantly pressed toward the recess 17 by a spring 19 interposed between the ball 16 and the set screw 18.

電極20は、偏心回転体10内を貫通するとともに、上部
を自動調心玉軸受27を介してギヤボックス28に支持さ
れ、中間部を自動調心玉軸受26を介して内側偏心リング
2に支持されている。図中、5は自動調心玉軸受26の取
付け用絶縁物で、自動調心玉軸受26を含む回転機構部分
を電極20より電気絶縁し、かつ自動調心玉軸受26を電極
20の所定位置に保持するものである。また同様に、電極
20の支点を構成する自動調心玉軸受27についても同様の
絶縁物6が設けられている。
The electrode 20 penetrates through the eccentric rotating body 10 and has an upper portion supported by a gear box 28 via a self-aligning ball bearing 27 and an intermediate portion supported by the inner eccentric ring 2 via a self-aligning ball bearing 26. Has been done. In the figure, 5 is an insulator for mounting the self-aligning ball bearing 26, which electrically insulates the rotating mechanism portion including the self-aligning ball bearing 26 from the electrode 20 and which is also an electrode.
It is held at a predetermined position of 20. Similarly, the electrode
A similar insulator 6 is also provided for the self-aligning ball bearing 27 that constitutes the fulcrum of 20.

さらに、内側偏心リング2を必要に応じ固定するため
にロック手段35が設けられる。このロック手段35はエア
シリンダ36にて構成されており、そのロッド37の先端を
内側偏心リング2に設けた位置決め穴38に挿入すること
により内側偏心リング2の回転が阻止される。内側偏心
リング2の位置決め穴38の位置はモータ22の回転位置を
検出するエンコーダ39からの回転位置信号に基づき検出
される。ロック手段35はソレノイドで動作するプランジ
ャにより構成してもよい。なお、ギヤボックス28の下方
には図示されていないシールドガス用のノズルカバー等
が取り付けられる。
Furthermore, a locking means 35 is provided for fixing the inner eccentric ring 2 as required. The locking means 35 is composed of an air cylinder 36, and the rotation of the inner eccentric ring 2 is blocked by inserting the tip of a rod 37 thereof into a positioning hole 38 provided in the inner eccentric ring 2. The position of the positioning hole 38 of the inner eccentric ring 2 is detected based on the rotation position signal from the encoder 39 which detects the rotation position of the motor 22. The locking means 35 may be composed of a solenoid operated plunger. A nozzle gas nozzle cover and the like (not shown) are attached below the gear box 28.

以上のように構成することにより、電極20は外側偏心
リング1及び内側偏心リング2によって中間部の自動調
心玉軸受26による支持点が円運動を起こすので、上部の
自動調心玉軸受27を支点として、電極の下端が円運動を
行う。
With the above configuration, the electrode 20 causes the outer eccentric ring 1 and the inner eccentric ring 2 to make a circular motion at the support point of the intermediate self-aligning ball bearing 26, so that the upper self-aligning ball bearing 27 As a fulcrum, the lower end of the electrode makes a circular motion.

これによって電極20の中心を通る電極ワイヤ21の先端は
直径Dで回転する。すなわちアーク30の回転直径Dが
(1)式より得られることは上に述べたとおりである。
This causes the tip of the electrode wire 21 passing through the center of the electrode 20 to rotate with a diameter D. That is, the rotational diameter D of the arc 30 is obtained from the equation (1) as described above.

次に回転直径Dの変更方法について説明する。 Next, a method of changing the rotation diameter D will be described.

まず、内側偏心リング2の位置決め穴38がエアシリン
ダ36のロッド37の位置と一致するようにモータ22のエン
コーダ39からの回転位置信号に基づき内側偏心リング2
の位置を合わせる。この位置合わせが終ったら、エアシ
リンダ36によりロッド37を突き出し内側偏心リング2の
位置決め穴38に挿入し、内側偏心リング2をロックす
る。
First, based on the rotational position signal from the encoder 39 of the motor 22, the inner eccentric ring 2 is positioned so that the positioning hole 38 of the inner eccentric ring 2 coincides with the position of the rod 37 of the air cylinder 36.
Align the position of. After this alignment is completed, the rod 37 is projected by the air cylinder 36 and inserted into the positioning hole 38 of the inner eccentric ring 2 to lock the inner eccentric ring 2.

次に内側偏心リング2をロックした状態でモータ22を
所定の角度だけ回転させる。このとき外側偏心リング1
の回転に伴い、位相差保持手段15のボール16はバネ19の
力に抗してボール16が係合している凹部17より脱出し、
回転方向の次の凹部17に入り、さらにこの凹部17より脱
出するといった動作を繰り返すので、最終的に外側偏心
リング1の所定の回転角の位置でボール16が対向する凹
部17に係合し、内側偏心リング2をロックする。これに
より両リングは一体となり、所要の位相差θが保持さ
れ、回転直径Dを変更することができる。そして位相差
θは凹部17の個数により粗密いかようにも設定できる。
また図示しない回転径調整コントローラは外側偏心リン
グ1と内側偏心リング2の回転位置すなわち回転直径D
を常に記憶している。
Next, the motor 22 is rotated by a predetermined angle while the inner eccentric ring 2 is locked. At this time, the outer eccentric ring 1
With the rotation of, the ball 16 of the phase difference holding means 15 escapes from the concave portion 17 with which the ball 16 is engaged against the force of the spring 19,
Since the operation of entering the next concave portion 17 in the rotation direction and further coming out of this concave portion 17 is repeated, finally, the ball 16 engages with the concave portion 17 facing the ball 17 at the position of the predetermined rotation angle of the outer eccentric ring 1. Lock the inner eccentric ring 2. As a result, both rings are integrated, the required phase difference θ is maintained, and the rotation diameter D can be changed. Further, the phase difference θ can be set depending on the number of the concave portions 17 so as to be coarse or fine.
Further, the rotation diameter adjusting controller (not shown) is used for the rotation position of the outer eccentric ring 1 and the inner eccentric ring 2, that is, the rotation diameter D.
Always remembers.

このようにして回転直径Dを変更したあとは、エアシ
リンダ36のロッド37を位置決め穴38より引き抜き、内側
偏心リング2をフリーにする。
After changing the rotation diameter D in this way, the rod 37 of the air cylinder 36 is pulled out from the positioning hole 38 to free the inner eccentric ring 2.

以上により、アーク30の回転直径Dを自動的にかつ広
範囲に変更することができる。またこの溶接トーチの全
長は従来のものに比べて短くできるので、ロック手段3
5,内側偏心リング2,位相差保持手段15等が付加されても
実質的にトーチ全体を小型軽量にできる。
As described above, the rotating diameter D of the arc 30 can be changed automatically and in a wide range. Also, since the total length of this welding torch can be shortened compared to the conventional one, the locking means 3
Even if the inner eccentric ring 2, the phase difference holding means 15 and the like are added, the entire torch can be made substantially compact and lightweight.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、2つの外側及び内側偏
心リングの組合せにより偏心回転体を構成し、かつ位相
差保持手段及びロック手段を用いて両偏心リングの位相
差を任意に変更し、これによって偏心回転体の偏心量を
自動的に変更するようにしたので、アークの回転直径の
自動変更が可能となり、アーク溶接の自動化、無人化を
はかることができる。またトーチ全長を従来のものに比
し短くできるので、トーチ全体を実質的に小型軽量にで
き、溶接ロボットへの適用が可能となって汎用性を増す
ことができるなど効果が大きいものである。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an eccentric rotating body is constituted by a combination of two outer and inner eccentric rings, and a phase difference holding means and a locking means are used to reduce the phase difference between both eccentric rings. Since the eccentric amount of the eccentric rotating body is automatically changed by changing it arbitrarily, the rotating diameter of the arc can be automatically changed, and the arc welding can be automated and unmanned. Further, since the total length of the torch can be made shorter than that of the conventional one, the entire torch can be made substantially smaller and lighter, and it can be applied to a welding robot and can be more versatile, which is a great effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のトーチ回転装置の一実施例を示す断面
側面図、第2図及び第3図はそれぞれ第1図のA−A線
断面図及びB−B線断面図(ただし、ギヤボックスは除
く)、第4図は本発明における偏心回転体の偏心量及び
偏心方向の変更方法を示す原理図、第5図は上記偏心回
転体の偏心量及び偏心方向角度を求めるための説明図、
第6図(A),(B)は従来のトーチ回転装置の概略断
面側面図及びその偏心回転部の横断平面図である。 1……外側偏心リング 2……内側偏心リング 3……ギヤ 5……絶縁物 6……絶縁物 10……偏心回転体 15……位相差保持手段 16……ボール 17……凹部 18……止めネジ 19……バネ 20……電極 21……電極ワイヤ 22……モータ 23……軸 24……ギヤ 26……自動調心玉軸受 27……自動調心玉軸受 28……ギヤボックス 30……溶接アーク 31……被溶接部材 34……ベアリング 35……ロック手段 36……エアシリンダ 37……ロッド 38……位置決め穴 39……エンコーダ
FIG. 1 is a sectional side view showing an embodiment of the torch rotating device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are sectional views taken along the lines AA and BB of FIG. (Excluding the box), FIG. 4 is a principle diagram showing a method of changing the eccentric amount and the eccentric direction of the eccentric rotary member in the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram for obtaining the eccentric amount and the eccentric direction angle of the eccentric rotary member. ,
6 (A) and 6 (B) are a schematic sectional side view of a conventional torch rotating device and a cross-sectional plan view of an eccentric rotating portion thereof. 1 …… Outer eccentric ring 2 …… Inner eccentric ring 3 …… Gear 5 …… Insulator 6 …… Insulator 10 …… Eccentric rotor 15 …… Phase difference holding means 16 …… Ball 17 …… Concave 18 …… Set screw 19 …… Spring 20 …… Electrode 21 …… Electrode wire 22 …… Motor 23 …… Axis 24 …… Gear 26 …… Self-aligning ball bearing 27 …… Self-aligning ball bearing 28 …… Gear box 30… … Welding arc 31 …… Welding member 34 …… Bearing 35 …… Locking means 36 …… Air cylinder 37 …… Rod 38 …… Positioning hole 39 …… Encoder

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電極の上端(電極ワイヤ挿入側端部)を支
点とし、該電極の中間部を回転駆動される偏心回転体に
より支持して該電極の下端に高速円運動を与え、前記電
極の中心を通る電極ワイヤの先端における溶接アークを
高速回転させながら溶接を行う高速回転アーク溶接装置
において、 前記偏心回転体が2つに分離された外側偏心リングと内
側偏心リングの組合せからなり、さらに前記外側偏心リ
ングと内側偏心リングとの間に弾性的に係合する突起が
出入り自在に設けられ、両リングを任意の相対回転角の
位置に、回転中保持する位相差保持手段と、前記内側偏
心リングを固定するロック手段により、回転停止時に前
記外側偏心リングと内側偏心リングの位相差を自動的に
変更することにより前記溶接アークの回転直径を自動的
に変更可能にしたことを特徴とする高速回転アーク溶接
装置のトーチ回転装置。
1. An upper end of an electrode (an end on the electrode wire insertion side) is used as a fulcrum, and an intermediate part of the electrode is supported by an eccentric rotating body which is rotationally driven to impart a high-speed circular motion to the lower end of the electrode. In a high-speed rotating arc welding device for welding while rotating the welding arc at the tip of the electrode wire passing through the center of the electrode at a high speed, the eccentric rotor comprises a combination of an outer eccentric ring and an inner eccentric ring separated into two, and A protrusion that is elastically engaged is provided between the outer eccentric ring and the inner eccentric ring so as to be able to move in and out, and a phase difference holding unit that holds both rings at a position of an arbitrary relative rotation angle during rotation; Locking means for fixing the eccentric ring automatically changes the rotating diameter of the welding arc by automatically changing the phase difference between the outer eccentric ring and the inner eccentric ring when the rotation is stopped. A torch rotating device for a high-speed rotating arc welding device characterized by making it possible.
【請求項2】前記位相差保持手段が、前記内側偏心リン
グの外周面に設けられた複数の凹部と、バネにより加圧
され、前記凹部に係合するボールまたはプランジャとか
らなることを特徴とする請求項1記載の高速回転アーク
溶接装置のトーチ回転装置。
2. The phase difference holding means comprises a plurality of recesses provided on the outer peripheral surface of the inner eccentric ring, and balls or plungers that are pressed by a spring and engage with the recesses. The torch rotating device of the high-speed rotating arc welding device according to claim 1.
【請求項3】前記ロック手段のロック位置が前記電極の
回転位置検出器からの位置信号に基づいて位置決めされ
ることを特徴とする請求項1記載の高速回転アーク溶接
装置のトーチ回転装置。
3. The torch rotating device for a high-speed rotary arc welding device according to claim 1, wherein the lock position of the lock means is determined based on a position signal from a rotary position detector of the electrode.
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