JP5242368B2

JP5242368B2 - Welding torch parts changer

Info

Publication number: JP5242368B2
Application number: JP2008329147A
Authority: JP
Inventors: 実表; 充及川
Original assignee: 株式会社表鉄工所
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: JP2010149145A

Description

本発明は溶接トーチ部品交換装置に関し、詳しくは溶接トーチにおける溶接アークを発生する溶接ワイヤが挿通されるコンタクトチップやシールドガスを噴射するガスノズル等の部品が消耗し易く、また溶接時の飛沫による汚れが発生し易く、これらの消耗や汚れによる溶接不良が生じ易いコンタクトチップ等の部品を交換するための溶接トーチ部品交換装置に関する。 The present invention relates to a welding torch component replacement device, and more particularly, components such as a contact tip through which a welding wire for generating a welding arc in the welding torch is inserted and a gas nozzle for injecting shielding gas are easily consumed, and contamination due to splashing during welding The present invention relates to a welding torch component replacement apparatus for exchanging components such as contact tips that are liable to generate welding defects due to wear and dirt.

自動車、建設機械等にはワイヤー溶材を使用した溶接ロボットが多数稼動し、溶接ロボットはそのハンド部に溶接トーチを把持し溶接が自動的に行われている。溶接トーチの一例について、図１３を参照して説明すると、溶接トーチにはトーチ制御握り部が設けられたトーチネック１とトーチユニット２とからなり、トーチネック１には電極ワイヤ３が挿通される絶縁被覆された可撓管４と可撓管４の先端にコネクタ５が設けられ、トーチユニット２にはチップボデー６の一端部がトーチネック１のコネクタ５に差し込まれ、チップボデー６の中間部にねじ部７が設けられ、ねじ部７にインシュレータ８とコンタクトチップ６ａとが螺設され、コンタクトチップ６ａの外周部にガスノズル９が螺設されており、電極ワイヤ３がチップボデー６内に挿通されてチップボデー６の先端部から突出し、溶接時にはシールドガスがガスノズル９から電極ワイヤ３を囲周するように噴射される。なお、溶接トーチには図１３の形態以外にも種々のものがあるが、一般的にトーチユニットは電極ワイヤをガイドするコンタクトチップとシールドガスを噴射されるガスノズルとが螺設されたねじ込み接続構造となっている（例えば、特許文献１〜３参照）。 A large number of welding robots using wire melts are operating in automobiles, construction machines, etc., and the welding robots hold a welding torch in their hand and perform welding automatically. An example of the welding torch will be described with reference to FIG. 13. The welding torch includes a torch neck 1 provided with a torch control grip portion and a torch unit 2, and the electrode wire 3 is inserted into the torch neck 1. A flexible tube 4 with insulation coating and a connector 5 are provided at the tip of the flexible tube 4. One end of the chip body 6 is inserted into the connector 5 of the torch neck 1 in the torch unit 2, and an intermediate portion of the chip body 6. The screw portion 7 is provided with an insulator 8 and a contact tip 6a. The gas nozzle 9 is screwed on the outer periphery of the contact tip 6a, and the electrode wire 3 is inserted into the tip body 6. Then, it protrudes from the tip of the tip body 6, and a shield gas is injected from the gas nozzle 9 so as to surround the electrode wire 3 during welding. There are various types of welding torches in addition to the configuration shown in FIG. 13. Generally, the torch unit has a screw-in connection structure in which a contact tip for guiding an electrode wire and a gas nozzle for injecting a shield gas are screwed. (For example, see Patent Documents 1 to 3).

溶接トーチは、トーチユニットに挿通される電極ワイヤと母材との間でアークを発生させて接合部を溶融し接合しているために、母材が溶融する際にワイヤ削り屑やフラック等の微細な不純物が電極ワイヤに付着し易く、トーチユニット内を通過する電極ワイヤに付着するこれらの屑や不純物によって、ガスノズルの噴射孔が塞がれて溶接不良となる原因となっており、工場には溶接ロボットが多数稼動しており、トーチユニットの各部品の交換と清掃を頻繁に行う必要があった。殊に、コンタクトチップとガスノズルはねじ込み構造であり、その保守・清掃作業は時間と労力を要するものであった。 A welding torch is an arc generated between the electrode wire inserted into the torch unit and the base material to melt and join the joint, so that when the base material melts, wire shavings, flack, etc. Fine impurities tend to adhere to the electrode wire, and these debris and impurities adhering to the electrode wire passing through the torch unit cause the gas nozzle injection hole to be blocked, resulting in poor welding. Many welding robots were in operation, and it was necessary to frequently replace and clean each part of the torch unit. In particular, the contact tip and the gas nozzle have a screw-in structure, and maintenance and cleaning operations are time consuming and labor intensive.

因みに、溶接ロボット１１は、例えば、特許文献２の図１４に示すように、溶接トーチ１０を把持するハンド部１１ａと、ハンド部１１ａを支持するアーム部１１ｂと、アーム部１１ｂを揺動させるブーム１１ｃと、ブーム１１ｃを支持し旋回運動等を行うロボット本体１１ｄと等で構成され、溶接トーチ１０のコンタクトチップとガスノズルの交換作業は、溶接ロボット１１に隣接する基台１２に設置したノズル・チップ交換装置を利用して行われており、ノズル・チップ交換装置には、ノズル又はチップを受ける夫々専用のチャック部１３と芯線切断部１３ｃが設けられ、チャック部１３は各チャック１３ａを回転させる回転モータ１３ｂが夫々設けられて構成されている。 Incidentally, for example, as shown in FIG. 14 of Patent Document 2, the welding robot 11 includes a hand portion 11a that holds the welding torch 10, an arm portion 11b that supports the hand portion 11a, and a boom that swings the arm portion 11b. 11c, a robot main body 11d that supports the boom 11c and performs a turning motion, etc., and the contact tip and gas nozzle of the welding torch 10 are exchanged by a nozzle tip installed on the base 12 adjacent to the welding robot 11. The exchanging device is used, and the nozzle / chip exchanging device is provided with a dedicated chuck portion 13 and a core wire cutting portion 13c for receiving the nozzle or the tip, respectively, and the chuck portion 13 is rotated to rotate each chuck 13a. A motor 13b is provided and configured.

溶接トーチ１０のノズル又はチップの交換時、先ず、溶接ロボット１１のハンド部１１ａを移動させて溶接トーチ１０のノズルを所定のチャック１３ａの上部に移動させた後、ノズルをチャック１３ａの嵌合孔に嵌合固着させ、次いでこのチャック１３ａの回転モータ１３ｂを駆動させて逆回転させてノズルを溶接トーチ１０から取り外す。ノズルの内周側に螺設されているチップの交換に於いても同様に、所定のチャック１３ａの上部にノズルを取り外した溶接トーチ１０を移動させた後、チップ部を所定のチャック１３ａの嵌合孔に嵌合固着させ、次いでこのチャック１３ａの回転モータ１３ｂを駆動させて逆回転させてチップを溶接トーチ１０から取り外す。 When replacing the nozzle or tip of the welding torch 10, first, the hand portion 11a of the welding robot 11 is moved to move the nozzle of the welding torch 10 to the upper portion of the predetermined chuck 13a, and then the nozzle is fitted into the fitting hole of the chuck 13a. Then, the rotary motor 13b of the chuck 13a is driven and rotated in the reverse direction to remove the nozzle from the welding torch 10. Similarly, when replacing the tip screwed on the inner peripheral side of the nozzle, after moving the welding torch 10 with the nozzle removed to the upper portion of the predetermined chuck 13a, the tip portion is fitted to the predetermined chuck 13a. The tip is removed from the welding torch 10 by being fitted and fixed in the hole and then driven to rotate in reverse by rotating the rotary motor 13b of the chuck 13a.

特公昭５８−２３１８８号公報Japanese Patent Publication No.58-23188 実公平０１−４０６２２号公報Japanese Utility Model Publication No. 01-40622 特公平０４−１７７５２号公報Japanese Patent Publication No. 04-17552

従来のノズル・チップ交換装置（溶接トーチ部品交換装置）では、ノズル又はチップを受けるチャックがノズル又はチップと嵌合する嵌合構造となっており、ノズル・チップの交換時、電極ワイヤの削り屑やフラック等の微細な不純物がノズル又はチップに付着している場合が多く、電極ワイヤ、ノズル及びチップから離脱して削り屑や不純物がチャック部の嵌合孔内に入り込んだり、付着したりしてる場合、溶接ロボットで溶接トーチを移動させて溶接トーチのノズル又はチップをチャック部の嵌合孔に挿入する際に、ノズル又はチップがチャック部の嵌合孔に差し込めないことがあり、また、ノズル又はチップ自体に削り屑や不純物が付着する場合もチャック部の嵌合孔に差し込めないことがあった。このような不具合が発生すると、この溶接ロボットが可動する生産ラインを運転停止に追い込むおそれがあった。また、このような事態を回避するには、ノズル・チップ交換装置のチャック部内の嵌合部の清掃を頻繁に実施しない限り安定した生産ラインの運転は困難であり、この維持管理コストが生産コストの上昇を来すおそれがあった。 The conventional nozzle / tip changing device (welding torch component changing device) has a fitting structure in which a chuck that receives the nozzle or tip is fitted to the nozzle or tip. In many cases, fine impurities such as slabs and flacks adhere to the nozzle or chip, and detachment from the electrode wires, nozzles and chip causes chips and impurities to enter or adhere to the fitting holes in the chuck. If the welding torch is moved by the welding robot and the nozzle or tip of the welding torch is inserted into the fitting hole of the chuck portion, the nozzle or tip may not be inserted into the fitting hole of the chuck portion. Even when shavings or impurities adhere to the nozzle or the chip itself, it may not be able to be inserted into the fitting hole of the chuck portion. If such a problem occurs, there is a risk that the production line on which the welding robot moves may be forced to stop operation. In order to avoid this situation, it is difficult to operate a stable production line unless the fitting part in the chuck part of the nozzle / chip changer is frequently cleaned. There was a risk of rising.

また、溶接トーチのノズル・チップの形状は各種多様であり、それらの多様なノズル・チップの形状に合わせたチャック部を形成するのはコスト的にも問題があり、数種のトーチユニットに対応可能な溶接トーチ部品交換装置が望まれていた。また、チャック部は、通常、個々に空気圧により作動する複雑で精密なトグル構造によって強い把握力が生じるように構成されたものがあるが、高価である欠点があった。 In addition, there are various types of nozzles and tips in the welding torch, and forming a chuck portion that matches these various nozzles and tips has a problem in terms of cost and is compatible with several types of torch units. A possible welding torch component changer was desired. In addition, the chuck portion is usually configured so that a strong grasping force is generated by a complicated and precise toggle structure that is individually operated by air pressure, but there is a disadvantage that it is expensive.

本発明は、上述のような課題に鑑みなされたものであって、グリップ部の把持力が強く、複数種の溶接トーチのノズル・チップの形状に対応が可能で溶接トーチ部品の受け渡しが容易であり、かつ保守点検や部品交換の作業性といった維持管理が容易な溶接トーチ部品交換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The gripping force of the grip portion is strong, the shape of the nozzle tip of a plurality of types of welding torches can be supported, and delivery of welding torch parts is easy. Another object of the present invention is to provide a welding torch component replacement device that is easy to maintain and manage such as maintenance inspection and component replacement workability.

本発明は、上記課題を達成したものであって、請求項１の発明は、基台に設けた回転駆動手段による回転運動がクラッチ機構を介し伝達されるとともに先端部にフィンガ支持部を有する中空回転軸と、前記基台に固定され、前記フィンガ支持部の外周部を囲み前記中空回転軸を軸承する軸受部と、前記中空回転軸に挿通されてスプリングにより付勢され、溶接トーチ部品の先端部が近接又は当接するトーチ部品受部を先端部に有し、該中空回転軸内に挿通され軸方向に伸縮自在とした支持ロッドと、前記フィンガ支持部にスプリングで付勢されて揺動自在に支承され、外周側に突起状傾斜面を有し、かつ内周側先端に溶接トーチ部品と接触する当接部材を有するフィンガと、前記フィンガの外周に設けられ、前記突起状傾斜面に係合して該フィンガを揺動させるための溝付きリングと、前記溝付きリングの環状溝部に係合し、流体圧力により該溝付きリングを前記中空回転軸の軸方向と平行移動させて前記フィンガを揺動させる連動部材と、前記中空回転軸の回転を検出する回転検出手段と、を備えることを特徴とする溶接トーチ部品交換装置である。 The present invention achieves the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 is a hollow having a finger support portion at a tip portion thereof, wherein a rotational motion by a rotational drive means provided on a base is transmitted through a clutch mechanism. A rotating shaft, a bearing portion fixed to the base and surrounding an outer peripheral portion of the finger support portion and bearing the hollow rotating shaft; and inserted through the hollow rotating shaft and biased by a spring; A support rod that has a torch part receiving part at the tip part that is close to or abuts the part, is inserted into the hollow rotary shaft and can be expanded and contracted in the axial direction, and is swingable by being urged by a spring to the finger support part. And a finger having a protruding inclined surface on the outer peripheral side and an abutting member in contact with a welding torch component on the inner peripheral end, and provided on the outer periphery of the finger, Together A grooved ring for swinging the finger and an annular groove portion of the grooved ring, and the finger is swung by moving the grooved ring parallel to the axial direction of the hollow rotary shaft by fluid pressure. A welding torch component replacement apparatus comprising: an interlocking member; and rotation detection means for detecting rotation of the hollow rotation shaft.

また、請求項２の発明は、前記基台に、前記溶接トーチ部品のガスノズルとコンタクトチップとを着脱する前記フィンガによるグリップ部が少なくとも一対設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶接トーチ部品交換装置である。なお、本発明の溶接トーチ部品交換装置は前記フィンガによるグリップ部が３指式である。 The invention according to claim 2 is characterized in that at least a pair of grip portions by the fingers for attaching and detaching gas nozzles and contact tips of the welding torch parts are provided on the base. It is a welding torch component replacement device. In the welding torch component replacement device of the present invention, the grip portion by the finger is a three-finger type.

また、請求項３の発明は、前記軸受部に、圧力空気を該軸受部内に噴射する噴射孔と該軸受部内の屑や不純物を排出する複数の粉塵排出孔とが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチ部品交換装置である。 The invention of claim 3 is characterized in that the bearing portion is provided with an injection hole for injecting pressurized air into the bearing portion and a plurality of dust discharge holes for discharging debris and impurities in the bearing portion. The welding torch component replacement device according to claim 1 or 2.

請求項１の発明は、基台に設けた回転駆動手段による回転運動がクラッチ機構を介し伝達されるとともに先端部にフィンガ支持部を有する中空回転軸と、前記基台に固定され、前記フィンガ支持部の外周部を囲み前記中空回転軸を軸承する軸受部と、前記中空回転軸に挿通されてスプリングにより付勢され、溶接トーチ部品の先端部が近接又は当接するトーチ部品受部を先端部に有し、該中空回転軸内に挿通され軸方向に伸縮自在とした支持ロッドと、前記フィンガ支持部にスプリングで付勢されて揺動自在に支承され、外周側に突起状傾斜面を有し、かつ内周側先端に溶接トーチ部品と接触する当接部材を有するフィンガと、前記フィンガの外周に設けられ、前記突起状傾斜面に係合して該フィンガを揺動させるための溝付きリングと、前記溝付きリングの環状溝部に係合し、流体圧力により該溝付きリングを前記中空回転軸の軸方向と平行移動させて前記フィンガを揺動させる連動部材と、前記中空回転軸の回転を検出する回転検出手段と、を備えることを特徴とする溶接トーチ部品交換装置であるので、トーチ部品を操作する部分がチャック構造ではなく、フィンガにより把持できるグリップ構造とし、フィンガの当接部材の形状を変更することによって、複数種の溶接トーチのノズル・チップの形状に対応が可能であって、比較的安価に提供できるし、また、溶接トーチのノズル・チップを把持するフィンガ形状によるグリップ構造であり、溶接トーチに付着する屑や不純物は付着或いは堆積し難く、維持管理が容易である。また、フィンガの揺動（グリップ部の開閉動作）がフィンガの突起状傾斜面、溝付きリング及び圧力空気により前進・後退する連動部材で行われており、構造が簡便であり、比較的安価に提供できるし、グリップ構造がフィンガで構成され、嵌合構造よりも溶接時の屑や不純物が付着や堆積し難い利点がある。また、溶接トーチのノズル・チップが近接又は当接する受け渡し部分であるトーチ部品受部が支持ロッドの先端部に設けられており、この支持ロッドが圧力空気により軸方向に伸縮自在であるので、溶接ロボットによる溶接トーチ部品の受け渡し位置の調整が容易であり、作業性が改善される利点がある。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a hollow rotary shaft having a finger support portion at a distal end thereof and a rotary motion transmitted by a rotary drive means provided on a base, and being fixed to the base. A bearing part that surrounds the outer periphery of the part and that supports the hollow rotary shaft; and a torch part receiving part that is inserted into the hollow rotary shaft and biased by a spring, and the front end part of the welding torch part approaches or comes into contact with the front end part A support rod that is inserted into the hollow rotary shaft and can be expanded and contracted in the axial direction, and is supported by the finger support portion so as to be swingable by a spring, and has a projecting inclined surface on the outer peripheral side. And a finger having an abutting member in contact with a welding torch component at the inner peripheral end, and a grooved ring provided on the outer periphery of the finger for engaging the protruding inclined surface to swing the finger And before An interlocking member that engages with the annular groove portion of the grooved ring and moves the grooved ring in parallel with the axial direction of the hollow rotation shaft by fluid pressure, and detects the rotation of the hollow rotation shaft. Rotation detecting means, and a welding torch component replacement device characterized in that the portion for operating the torch component is not a chuck structure but a grip structure that can be gripped by a finger, and the shape of the finger contact member is changed By doing so, it is possible to correspond to the shape of the nozzle tip of a plurality of types of welding torches and can be provided at a relatively low cost, and it is a grip structure with a finger shape that grips the nozzle tip of the welding torch, Waste and impurities adhering to the welding torch are difficult to adhere or accumulate, and are easy to maintain. In addition, the swinging of the fingers (the opening and closing operation of the grip part) is performed by the finger-like inclined surface, the grooved ring, and the interlocking member that moves forward and backward by pressurized air, and the structure is simple and relatively inexpensive. The grip structure is composed of fingers, and there is an advantage that debris and impurities during welding are less likely to adhere and accumulate than the fitting structure. In addition, a torch component receiving portion, which is a transfer portion where the nozzle tip of the welding torch approaches or abuts, is provided at the tip of the support rod, and this support rod can be expanded and contracted in the axial direction by pressure air. Adjustment of the delivery position of the welding torch parts by the robot is easy, and there is an advantage that workability is improved.

また、請求項２の発明では、前記基台に、前記溶接トーチ部品のガスノズルとコンタクトチップとを着脱する前記フィンガによるグリップ部が少なくとも一対設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶接トーチ部品交換装置であるので、溶接トーチのノズル及びチップの着脱操作が連続して実行でき、作業性が改善できる利点がある。また、本発明では、フィンガによるグリップ部が３指式であり、種々の形態の溶接トーチに対応することができるし、チャック部の把握力を高めることができる利点がある。 The invention according to claim 2 is characterized in that at least a pair of grip portions by the fingers for attaching and detaching the gas nozzle and the contact tip of the welding torch component are provided on the base. Since it is a welding torch component replacement device, the nozzle and tip attachment / detachment operations of the welding torch can be continuously performed, and there is an advantage that workability can be improved. Moreover, in the present invention, the grip portion by the finger is a three-finger type, and it is possible to cope with various forms of welding torches and to increase the gripping force of the chuck portion.

また、請求項３の発明では、前記軸受部に、圧力空気を該軸受部内に噴射する噴射孔と該軸受部内の屑や不純物を排出する複数の粉塵排出孔とが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチ部品交換装置であるので、ガスノズルとコンタクトチップの着脱時に圧力空気を軸受部内に噴射することにより、電極ワイヤの屑や塵がその都度除去できるし、揺動するフィンガの動作に悪影響を与えるおそれが排除できる利点がある。 In the invention of claim 3, the bearing portion is provided with an injection hole for injecting pressurized air into the bearing portion and a plurality of dust discharge holes for discharging debris and impurities in the bearing portion. Since it is a welding torch component replacement device according to claim 1 or 2, by ejecting pressurized air into the bearing portion when attaching and detaching the gas nozzle and the contact tip, electrode wire debris and dust can be removed each time, There is an advantage that the possibility of adversely affecting the operation of the swinging finger can be eliminated.

以下、本発明に係る溶接トーチ部品交換装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図１１は本実施形態における実施形態を示し、図１２はその制御フローの一例である。図１は本実施形態の要部断面による外観図であり、図２（ａ）は本実施形態のグリップ部の正面図、図２（ｂ）はシフタープレートの正面図である。図３（ａ）はチップ交換部Ａの要部断面図、図３（ｂ）はそのグリップ部２０の閉状態の正面図、図４はそのグリップ部２０が開状態の要部断面による側面図であり、図５（ａ）はノズル交換部Ｂの要部断面図、図５（ｂ）はそのグリップ部２０の閉状態の正面図、図６はそのグリップ部２０の開状態の要部断面による側面図である。図７（ａ），（ｂ）はチップ交換時のグリップ部２０の閉動作及び開動作を示す拡大図である。図８（ａ），（ｂ）は軸受部１８を示し、図９（ａ）〜（ｄ）は中空回転軸３０の要部を示し、図１０（ａ），（ｂ）は溝付きリング４０を示し、図１１（ａ）〜（ｃ）はフィンガ２１を示す図である。 Embodiments of a welding torch component replacement device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1-11 shows embodiment in this embodiment, FIG. 12 is an example of the control flow. FIG. 1 is an external view of a main portion cross section of the present embodiment, FIG. 2 (a) is a front view of a grip portion of the present embodiment, and FIG. 2 (b) is a front view of a shifter plate. 3A is a cross-sectional view of the main part of the chip replacement part A, FIG. 3B is a front view of the grip part 20 in a closed state, and FIG. 5A is a cross-sectional view of the main part of the nozzle replacement part B, FIG. 5B is a front view of the grip part 20 in a closed state, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part in the open state of the grip part 20. FIG. FIGS. 7A and 7B are enlarged views showing the closing operation and the opening operation of the grip portion 20 at the time of chip replacement. FIGS. 8A and 8B show the bearing portion 18, FIGS. 9A to 9D show the main part of the hollow rotary shaft 30, and FIGS. 10A and 10B show the grooved ring 40. 11 (a) to 11 (c) are views showing the finger 21. FIG.

先ず、本発明に係る溶接トーチ部品交換装置の一実施形態について図１，図２を参照し説明する。溶接トーチ部品交換装置には、少なくとも溶接トーチ部品であるコンタクトチップ（以下、チップと称する）Ｗ１とガスノズル（以下、ノズルと称する）Ｗ２との夫々に対応するトーチ部品交換部Ａ，Ｂが基台１５に少なくとも一対設けられ、チップ及びノズルに対応するトーチ部品交換部Ａ，Ｂの構造は略同一である。トーチ部品交換部Ａ，Ｂは、チップ若しくはノズルを把持する３指によるフィンガ２１で構成されるグリップ部２０とグリップ部２０を回転させる中空回転軸３０とを基本構成とし、グリップ部２０が上向きとして中空回転軸３０の軸中心が垂直となるように基台１５に夫々垂設されている。なお、トーチ部品交換部Ａ，Ｂの相違点は、夫々の中空回転軸３０の先端部より突出するシリンダロッド３４の先端部に設けられたチップ及びノズルが近接又は当接するトーチ部品受部３６ａ，３６ｂと、中空回転軸３０の先端のフィンガ支持部３７に設けられるグリップ部２０の当接部材２２，２２ａである。 First, an embodiment of a welding torch component replacement device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The welding torch component replacement device includes at least torch component replacement portions A and B corresponding to a contact tip (hereinafter referred to as a tip) W1 and a gas nozzle (hereinafter referred to as a nozzle) W2 which are welding torch components. The structure of the torch part replacement portions A and B corresponding to the tip and the nozzle is provided at least as a pair. The torch part replacement parts A and B are basically composed of a grip part 20 composed of fingers 21 with three fingers for gripping a chip or a nozzle and a hollow rotary shaft 30 for rotating the grip part 20, with the grip part 20 facing upward. The hollow rotary shaft 30 is vertically suspended from the base 15 so that the axis center thereof is vertical. The difference between the torch component replacement portions A and B is that the tip and nozzle provided at the tip portion of the cylinder rod 34 protruding from the tip portion of each hollow rotary shaft 30 are close to or abut on each other. 36b and contact members 22 and 22a of the grip portion 20 provided on the finger support portion 37 at the tip of the hollow rotary shaft 30.

また、本実施形態の溶接トーチ部品交換装置は、図示していない制御装置が備えられ、この制御装置は、圧力空気の供給制御、クラッチ切替制御信号によりクラッチ機構１７の切り替え制御、或いはトーチ部品交換部Ａ，Ｂの中空回転軸３０の回転を検出する回転検出信号を受信したりし、溶接ロボットとの伝送制御等を行っている。 Further, the welding torch component replacement device of the present embodiment is provided with a control device (not shown), and this control device controls the switching of the clutch mechanism 17 by the pressure air supply control, the clutch switching control signal, or the torch component replacement. A rotation detection signal for detecting the rotation of the hollow rotary shaft 30 of the parts A and B is received, and transmission control with the welding robot is performed.

本実施形態において、基台１５には電動機１６とマイクロ励磁作動形クラッチ機構（以下、クラッチ機構と称する）１７が固定され、トーチ部品交換部Ａ，Ｂの各中空回転軸３０は、電動機１６の回転軸１６ａの回転運動が伝達機構を経てクラッチ機構１７の切り替えにより夫々に伝達されるように構成され、チップ部品交換部Ａの中空回転軸３０の一端部は、電動機１６の回転軸１６ａの伝達機構及びクラッチ機構１７ａの軸受部１７ｂに軸承され、その他端部が基台１５に固定された軸受部１８に軸承され、中間回転軸３０は回転自在に基台１５に設けられている。同様に、ノズル部品交換部Ｂの中空回転軸３０はその一端部がクラッチ機構１７ｃの軸受部１７ｄに軸承され、その他端部が軸受部１８に軸承されている。また、夫々の中空回転軸３０は、基台１５に固定された、圧力空気の供給部であるポート部３２ａでも軸承されている。 In this embodiment, an electric motor 16 and a micro-excitation actuating clutch mechanism (hereinafter referred to as a clutch mechanism) 17 are fixed to the base 15, and each hollow rotary shaft 30 of the torch component replacement parts A and B is connected to the electric motor 16. The rotary motion of the rotary shaft 16a is configured to be transmitted to each other by switching the clutch mechanism 17 via the transmission mechanism, and one end of the hollow rotary shaft 30 of the chip part replacement unit A is transmitted to the rotary shaft 16a of the electric motor 16. The other end portion is supported by a bearing portion 18 fixed to the base 15 and the intermediate rotating shaft 30 is rotatably provided on the base 15. Similarly, one end of the hollow rotary shaft 30 of the nozzle part replacement part B is supported by the bearing part 17d of the clutch mechanism 17c, and the other end is supported by the bearing part 18. Each hollow rotary shaft 30 is also supported by a port portion 32 a that is fixed to the base 15 and serves as a pressurized air supply unit.

トーチ部品交換部Ａの中空回転軸３０は空気圧シリンダであり、軸受部１７ｂに軸承される回転軸３１と、回転軸３１に接続されポート部３２ａに軸承される中間軸３２と、中間軸３２に接続されて支持ロッド（以下、シリンダロッドと称する）３４とシリンダロッド３４を付勢するスプリング３５とが中空部３３ａ内に設けられる中空軸３３とを備え、中空軸３３の先端部にグリップ部２０が形成されるフィンガ支持部３７が設けられ、中間軸３２はポート部３２ａの貫通穴に挿通されて軸承され、その軸中心にはポート部３２ａから供給される圧力空気の流路３２ｂが穿設されている。ポート部３２ａから流路３２ｂを通して圧力空気が中空軸３３内に供給されると、シリンダロッド３４はその空気圧により伸長する。シリンダロッド３４の先端部にはチップＷ１を受けるトーチ部品受部３６ａが設けられ、グリップ部２０が開状態の時、シリンダロッド３４を伸長させてトーチ部品受部３６ａを所定位置（所定の高さ）まで上昇させることができる。また、ポート部３２ａからの圧力空気の供給を停止すると、伸長したシリンダロッド３４はスプリング３５の反発力により所定位置まで退縮する。なお、ポート部３２ａからの圧力空気の供給及び停止は制御装置により制御されている。 The hollow rotary shaft 30 of the torch part replacement part A is a pneumatic cylinder, and includes a rotary shaft 31 supported by the bearing portion 17b, an intermediate shaft 32 connected to the rotary shaft 31 and supported by the port portion 32a, and an intermediate shaft 32. A support rod (hereinafter referred to as a cylinder rod) 34 that is connected and a spring 35 that biases the cylinder rod 34 is provided in the hollow portion 33a, and the grip portion 20 is provided at the tip of the hollow shaft 33. The intermediate shaft 32 is inserted into the through hole of the port portion 32a and is supported by a shaft, and a flow passage 32b for pressurized air supplied from the port portion 32a is formed at the center of the shaft. Has been. When pressurized air is supplied into the hollow shaft 33 from the port portion 32a through the flow path 32b, the cylinder rod 34 is expanded by the air pressure. A tip portion of the cylinder rod 34 is provided with a torch component receiving portion 36a for receiving the chip W1, and when the grip portion 20 is in an open state, the cylinder rod 34 is extended to place the torch component receiving portion 36a at a predetermined position (predetermined height). ). When the supply of pressurized air from the port portion 32 a is stopped, the extended cylinder rod 34 is retracted to a predetermined position by the repulsive force of the spring 35. The supply and stop of pressurized air from the port portion 32a are controlled by a control device.

グリップ部２０が閉状態は、図１，図２（ａ），図３（ｂ）に示し、グリップ部２０の開状態は図４に示した。チップＷ１を把持するグリップ部２０は３指によるフィンガ２１で構成され、後述するように、フィンガ２１は軸棒２４を支点として揺動することによって、グリップ部２０が開閉動作する。フィンガ２１は、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、断面長四角の棒状部材であり、その棒状部材には、その一端にフィンガ２１を揺動自在に支持する軸棒２４が挿通される貫通孔２１ａが形成され、かつフィンガ２１を付勢するためのスプリング２３が介装されるスプリング孔２１ｂが形成され、フィンガ２１の他端部には当接部材２２を固定するための貫通孔２１ｄが形成され、さらに、フィンガ２１の外周側には突起状傾斜面２１ｃが形成されている。突起状傾斜面２１ｃは後述する溝付きリング４０の内壁面に沿うように円周方向に湾曲している（図１１（ｂ）参照）。 The closed state of the grip part 20 is shown in FIGS. 1, 2A and 3B, and the open state of the grip part 20 is shown in FIG. The grip part 20 for gripping the chip W1 is composed of a finger 21 with three fingers. As will be described later, the grip part 20 swings around a shaft rod 24 to open and close the grip part 20. As shown in FIGS. 11A and 11B, the finger 21 is a rod-like member having a long cross-section, and a shaft rod 24 that supports the finger 21 in a swingable manner at one end thereof is inserted into the rod-like member. A through hole 21a is formed, and a spring hole 21b is formed in which a spring 23 for biasing the finger 21 is interposed. A through hole for fixing the contact member 22 to the other end of the finger 21 A hole 21 d is formed, and a protruding inclined surface 21 c is formed on the outer peripheral side of the finger 21. The protruding inclined surface 21c is curved in the circumferential direction so as to follow the inner wall surface of the grooved ring 40 described later (see FIG. 11B).

グリップ部２０は、フィンガ２１が中空回転軸３０の中空軸３３の先端部に形成されたフィンガ支持部３７に設けられる（図９（ａ），（ｂ），（ｄ）を参照）。フィンガ支持部３７には、軸中心とし円周方向１２０°の間隔で軸方向に切り欠いた凹嵌部３７ａが三箇所形成され、これらの凹嵌部３７ａにフィンガ２１が装着され、フィンガ２１を軸棒２４で支承するための貫通孔３７ｂが形成され、かつ貫通孔３７ｂより先端側の中空軸３３にフィンガ２１を付勢するためのスプリング孔３３ｂが形成されている。 The grip portion 20 is provided on a finger support portion 37 in which the finger 21 is formed at the distal end portion of the hollow shaft 33 of the hollow rotary shaft 30 (see FIGS. 9A, 9B, and 9D). The finger support portion 37 is formed with three recessed fitting portions 37a that are notched in the axial direction at an interval of 120 ° in the circumferential direction with respect to the center of the finger, and the fingers 21 are attached to these recessed fitting portions 37a. A through hole 37b for supporting by the shaft rod 24 is formed, and a spring hole 33b for biasing the finger 21 to the hollow shaft 33 on the tip side from the through hole 37b is formed.

また、中空回転軸３０には、図４に示すように、磁石５２が設けられ、磁石５２に対峙する基台１５に回転検出用近接スイッチ５１が設けられ、近接スイッチ５１と磁石５２とによる回転検出センサ（回転検出手段）５０がトーチ部品交換部Ａに設けられている。回転検出用近接スイッチ５１としてはリードスイッチ或いはホール素子等が用いられ、中空回転軸３０が一回転すると磁石５２が回転検出用近接スイッチ５１の直上を通過することによって、回転検出用近接スイッチ５１が作動し、近接スイッチ５１からの回転検出信号が制御装置へと出力される。なお、回転検出手段５０として受光素子等を用いてもよく、その場合、磁石５２は反射板とするが、磁石による回転検出が最も好ましい。 As shown in FIG. 4, the hollow rotary shaft 30 is provided with a magnet 52, and a rotation detecting proximity switch 51 is provided on the base 15 facing the magnet 52, and the rotation by the proximity switch 51 and the magnet 52 is performed. A detection sensor (rotation detection means) 50 is provided in the torch part replacement part A. As the rotation detection proximity switch 51, a reed switch or a Hall element is used. When the hollow rotary shaft 30 makes one rotation, the magnet 52 passes immediately above the rotation detection proximity switch 51, whereby the rotation detection proximity switch 51 is The rotation detection signal from the proximity switch 51 is output to the control device. In addition, you may use a light receiving element etc. as the rotation detection means 50, In that case, although the magnet 52 is made into a reflecting plate, the rotation detection by a magnet is the most preferable.

一方、図５（ａ），（ｂ）及び図６は、溶接トーチにノズルを装着又は着脱するトーチ部品交換部Ｂを示し、図５はグリップ部２０が閉状態の場合を示し、図６はグリップ２０の開状態を示している。トーチ部品交換部Ｂの中空回転軸３０は、トーチ部品交換部Ａと略同様の構成であり、その説明は省略する。相違点であるトーチ部品受部３６ａ，３６ｂ及び当接部材２２，２２ａについて説明すると、溶接トーチのトーチユニットはノズルＷ２がチップＷ１を覆うように設けられ、ノズルＷ２の直径はチップＷ１の直径より大きいので、フィンガ２１の当接部材２２ａの厚さは、チップＷ１を把持する当接部材２２の厚さより薄く形成されている。また、当接部材２２ａのノズルＷ２との接触面は平坦であり、必要に応じて微細な溝を形成してもよい。また、チップＷ１と接触する当接部材２２も同様である。さらに、ノズルＷ２はチップＷ１の軸方向の長さよりも長く、ノズルＷ２を受けるトーチ部品受部３６ｂの形状はチップＷ１を受けるトーチ部品受部３６ａの形状より小型である。また、当接部材２２，２２ａは、フィンガ２１の先端部内側に設けられ、厚みを調節することによって、種々のチップＷ１，ノズルＷ２のサイズに対応することができる。 On the other hand, FIGS. 5A, 5B and 6 show a torch part replacement part B for attaching or detaching a nozzle to or from a welding torch, FIG. 5 shows a case where the grip part 20 is closed, and FIG. The open state of the grip 20 is shown. The hollow rotary shaft 30 of the torch part replacement part B has substantially the same configuration as the torch part replacement part A, and the description thereof is omitted. The torch part receiving portions 36a and 36b and the contact members 22 and 22a which are different points will be described. The torch unit of the welding torch is provided so that the nozzle W2 covers the tip W1, and the diameter of the nozzle W2 is larger than the diameter of the tip W1. Since it is large, the thickness of the contact member 22a of the finger 21 is formed thinner than the thickness of the contact member 22 that holds the chip W1. Further, the contact surface of the contact member 22a with the nozzle W2 is flat, and fine grooves may be formed as necessary. The same applies to the contact member 22 that contacts the chip W1. Further, the nozzle W2 is longer than the length of the tip W1 in the axial direction, and the shape of the torch component receiving portion 36b that receives the nozzle W2 is smaller than the shape of the torch component receiving portion 36a that receives the tip W1. Further, the abutting members 22 and 22a are provided on the inner side of the distal end portion of the finger 21 and can correspond to various sizes of the tip W1 and the nozzle W2 by adjusting the thickness.

さらに、本実施形態の各部分について説明する。先ず、軸受部１８について、図１、図３（ａ），（ｂ）、図８を参照し説明する。軸受部１８には、中空回転軸３０の先端部が挿通されて中空回転軸３０を軸承する貫通孔１８ａが形成され、グリップ部２０の支点部が嵌入する凹嵌部１８ｂが形成され、貫通孔１８ａの底部には粉塵排出口１８ｃが設けられ、かつ凹嵌部１８ｂ内に圧力空気を供給する供給口１８ｄが設けられている。軸受部１８の外周部の複数のねじ孔１８ｅは軸受部１８を基台１５に固定するためのものである。 Furthermore, each part of this embodiment is demonstrated. First, the bearing portion 18 will be described with reference to FIGS. 1, 3A, 3B, and 8. FIG. The bearing portion 18 is formed with a through hole 18a through which the distal end portion of the hollow rotary shaft 30 is inserted to support the hollow rotary shaft 30, and a concave fitting portion 18b into which the fulcrum portion of the grip portion 20 is fitted. A dust discharge port 18c is provided at the bottom of 18a, and a supply port 18d for supplying pressurized air is provided in the recessed fitting portion 18b. A plurality of screw holes 18 e on the outer peripheral portion of the bearing portion 18 are for fixing the bearing portion 18 to the base 15.

なお、軸受部１８には、グリップ部２０を圧力空気による清掃機能が付加されており、供給口１８ｄから圧力空気が凹嵌部１８ｂ内に供給されると、グリップ部２０の支点部及び凹嵌部１８ｂ内に付着又は堆積する屑や粉塵等が、圧力空気の噴射によって、凹嵌部１８ｂ内から凹嵌部１８ｂの開口部側及び粉塵排出口１８ｃから排出される。圧力空気の噴射は、制御装置からの制御信号に基づいて所定の噴射タイミングで実施され、軸受部１８の清掃が自動的に行われ、軸受部１８に付着・堆積した屑や粉塵等が排除され、グリップ部２０の開閉動作及びチップ・ノズルの把持作用に与える悪影響を回避でき、人手による清掃作業回数を削減できるか不必要となる。圧力空気の噴射タイミングは制御装置により制御されている。 The bearing portion 18 has a function of cleaning the grip portion 20 with pressurized air, and when pressurized air is supplied into the concave fitting portion 18b from the supply port 18d, the fulcrum portion and the concave fitting portion of the grip portion 20 are provided. Debris, dust, or the like adhering to or accumulating in the portion 18b is discharged from the inside of the recessed fitting portion 18b through the opening side of the recessed fitting portion 18b and the dust discharge port 18c by injection of pressurized air. The injection of the pressure air is performed at a predetermined injection timing based on a control signal from the control device, and the bearing 18 is automatically cleaned, and dust, dust, and the like attached to and accumulated on the bearing 18 are eliminated. The adverse effect on the opening / closing operation of the grip part 20 and the gripping action of the tip / nozzle can be avoided, and the number of manual cleaning operations can be reduced or unnecessary. The injection timing of the pressure air is controlled by the control device.

フィンガ２１は、フィンガ支持部３７に揺動自在に設けるために中空回転軸３０側のスプリング孔３３ｂとスプリング孔２１ｃとにスプリング２３が介装されてフィンガ２１を付勢し、さらに、フィンガ２１の外周部に図１０に示す溝付きリング４０が装着されている。溝付きリング４０には、図１０に示すように、３指式のフィンガ２１が挿通される貫通孔４１が形成され、リング部４２に環状溝４２ａが形成され、リング部４２の内面側には、各フィンガ２１の突起状傾斜面２１ｃと接触する傾斜面又は湾曲面４３が形成されている。溝付きリング４０は、空気圧シリンダ１９の伸縮運動に連動する、図２（ｂ）に示すシフタープレート（以下、連動部材と称する）１９ｂと係合している。また、溝付きリング４０は、三指のフィンガ２１に均等な拘束力を有し、中空回転軸３０の回転による遠心力により、フィンガ２１が外方に開拡してグリップ部２０の把持力が弱められるのを防止している。 Since the finger 21 is swingably provided on the finger support portion 37, a spring 23 is interposed in the spring hole 33b and the spring hole 21c on the hollow rotary shaft 30 side to urge the finger 21, and further, A grooved ring 40 shown in FIG. 10 is attached to the outer periphery. As shown in FIG. 10, the grooved ring 40 is formed with a through hole 41 through which the three-fingered finger 21 is inserted, and an annular groove 42 a is formed in the ring portion 42. An inclined surface or curved surface 43 that contacts the protruding inclined surface 21c of each finger 21 is formed. The grooved ring 40 is engaged with a shifter plate (hereinafter referred to as an interlocking member) 19b shown in FIG. Further, the grooved ring 40 has an equal restraining force on the three-finger finger 21, and the gripping force of the grip portion 20 is increased by the finger 21 spreading outward due to the centrifugal force generated by the rotation of the hollow rotary shaft 30. We are prevented from being weakened.

なお、連動部材１９ｂには、図２に示したように、その板状部材の両側縁部にＵ字状切欠部１９ｃが形成されている。Ｕ字状切欠部１９ｃは溝付きリング４０の環状溝４２ａに嵌合する。Ｕ字状切欠部１９ｃは、溝付きリング４０の環状溝４２ａに嵌合すれば良く、空気圧シリンダ１９の伸縮運動を溝付きリング４０に伝達できる部材であれば、腕状部材にＵ字状切欠部１９ｃを形成しても良い。また、連動部材１９ｂと溝付きリング４０の環状溝４２ａとの係合は、環状溝４２ａの半円部と環状溝４２ａとが接触するようにして、空気圧シリンダ１９の伸縮運動が確実にグリップ部２０に伝達され、グリップ部２０が開閉動作をする。 As shown in FIG. 2, the interlocking member 19b is formed with U-shaped notches 19c at both side edges of the plate-like member. The U-shaped notch 19 c is fitted into the annular groove 42 a of the grooved ring 40. The U-shaped notch 19c only needs to be fitted in the annular groove 42a of the grooved ring 40. If the member can transmit the expansion and contraction motion of the pneumatic cylinder 19 to the grooved ring 40, the U-shaped notch The part 19c may be formed. Further, the engagement between the interlocking member 19b and the annular groove 42a of the grooved ring 40 is such that the semicircular portion of the annular groove 42a and the annular groove 42a are brought into contact with each other, so that the expansion and contraction of the pneumatic cylinder 19 is ensured. 20 and the grip portion 20 opens and closes.

グリップ部２０の開閉動作について図７を参照し説明する。グリップ部２０の開閉動作は、基台１５に固定された空気圧シリンダ１９と、空気圧シリンダ１９のロッド１９ａに接続された連動部材１９ｂと、連動部材１９ｂの端縁が環状溝４２ａで係合する溝付きリング４０とによる溝付きリング４０の軸方向の摺動運動により、溝付きリング４０の内壁面とフィンガ２１の外側に突出する傾斜凸部の突起状傾斜面２１ｃとの接触で行われる。グリップ部２０の閉動作は、圧力空気を空気圧シリンダ１９に供給すると、ロッド１９ａが伸長し連動部材１９ｂが押圧されて前方に平行移動し、連動部材１９ｂに係合する溝付きリング４０が押し出され、その際、溝付きリング４０はその内面がフィンガ２１の突起状傾斜面２１ｃに接触しながら前方に押し出され、フィンガ２１は軸棒２４を支点として閉方向に揺動する。また、空気圧シリンダ１９への圧力空気の供給を停止すると、空気圧シリンダ１９内のスプリングの反発力によりロッド１９ａが退縮するので、フィンガ２１を付勢するスプリング２３によって、フィンガ２１は軸棒２４を起点として開方向に揺動する。溝付きリング４０の内面はフィンガ２１の外周部の何れかに常に接触している。なお、空気圧シリンダ１９はガイド付きシリンダが好適であり、また、シリンダロッド１９ａの位置信号が出力できるものが好ましい。 The opening / closing operation | movement of the grip part 20 is demonstrated with reference to FIG. The opening and closing operation of the grip portion 20 is performed by a pneumatic cylinder 19 fixed to the base 15, an interlocking member 19b connected to the rod 19a of the pneumatic cylinder 19, and a groove in which the edge of the interlocking member 19b engages with the annular groove 42a. The sliding movement in the axial direction of the grooved ring 40 by the ring 40 is performed by the contact between the inner wall surface of the grooved ring 40 and the protruding inclined surface 21c of the inclined convex portion protruding to the outside of the finger 21. When the gripper 20 is closed, when pressurized air is supplied to the pneumatic cylinder 19, the rod 19a is extended and the interlocking member 19b is pressed to move forward, and the grooved ring 40 that engages with the interlocking member 19b is pushed out. At that time, the grooved ring 40 is pushed forward while the inner surface of the grooved ring 40 is in contact with the protruding inclined surface 21c of the finger 21, and the finger 21 swings in the closing direction with the shaft rod 24 as a fulcrum. Further, when the supply of pressurized air to the pneumatic cylinder 19 is stopped, the rod 19a retracts due to the repulsive force of the spring in the pneumatic cylinder 19, so that the finger 21 starts the shaft rod 24 by the spring 23 biasing the finger 21. Swings in the opening direction. The inner surface of the grooved ring 40 is always in contact with one of the outer peripheral portions of the finger 21. The pneumatic cylinder 19 is preferably a cylinder with a guide, and is preferably capable of outputting a position signal of the cylinder rod 19a.

続いて、本実施形態と溶接ロボットとの動作について図１２を参照し説明する。本実施形態の溶接トーチ部品交換装置は溶接ロボットに隣接して設けられ、溶接ロボットからの制御信号を制御装置で受け、制御装置からの制御信号に基づいて、溶接トーチ部品交換装置が溶接トーチの各部品（チップ，ノズル）の交換操作を実行する。因みに、この交換作業は、一例としてノズル４回に対しチップ１回の頻度で実施されている。 Next, operations of the present embodiment and the welding robot will be described with reference to FIG. The welding torch component replacement device of the present embodiment is provided adjacent to the welding robot, receives a control signal from the welding robot by the control device, and the welding torch component replacement device of the welding torch is based on the control signal from the control device. Exchange operation of each part (chip, nozzle) is executed. Incidentally, this replacement operation is performed with a frequency of one chip for every four nozzles as an example.

先ず、溶接ロボットは、そのバンド部で溶接トーチのトーチユニットを把持し、溶接トーチのノズル先端部を真下に向けてトーチ部品交換部Ｂの中空回転軸３０の軸中心直上に搬送し、搬送完了信号を制御装置に伝送する。溶接トーチ部品交換装置は制御装置からの搬送完了信号を受けて、ステップＳ１において、グリップ部２０の開動作を行う。グリップ部２０の開動作は空気圧シリンダ１９への圧力空気の供給を停止することによって、スプリング２３の反発力とフィンガ２１の突起状傾斜面２１ｃとによって、溝付きリング４０が突起状傾斜面２１ｃを滑動して押し下げられ、グリップ部２０は開状態となる。 First, the welding robot grips the torch unit of the welding torch with its band part, conveys the nozzle tip of the welding torch directly below, and conveys it directly above the axial center of the hollow rotary shaft 30 of the torch component replacement part B. Transmit the signal to the controller. In response to the conveyance completion signal from the control device, the welding torch component replacement device opens the grip portion 20 in step S1. The opening operation of the grip portion 20 stops the supply of pressurized air to the pneumatic cylinder 19, so that the grooved ring 40 changes the protruding inclined surface 21 c by the repulsive force of the spring 23 and the protruding inclined surface 21 c of the finger 21. The grip 20 is opened by sliding and being pushed down.

なお、本実施形態では、空気圧シリンダ１９の閉動作時のみ圧力空気を供給してシリンダロッドの伸長動作を行ってグリップ部２０を閉状態としているが、グリップ部２０を開状態に設定する際も空気圧シリンダ１９に圧力空気を供給しシリンダロッドの伸縮動作を強制的に実施してもよい。空気圧シリンダ１９に制御スイッチを内蔵させて空気圧シリンダ１９の伸長・退縮動作の完了時に制御信号（グリップ開又は閉信号）を制御装置に出力し制御装置を介して溶接ロボットに伝送する。 In this embodiment, only when the pneumatic cylinder 19 is closed, pressurized air is supplied and the cylinder rod is extended to close the grip portion 20, but the grip portion 20 is also set to the open state. The pneumatic cylinder 19 may be supplied with pressure air to forcibly extend and retract the cylinder rod. A control switch is built in the pneumatic cylinder 19, and when the expansion / retraction operation of the pneumatic cylinder 19 is completed, a control signal (grip opening or closing signal) is output to the control device and transmitted to the welding robot via the control device.

空気圧シリンダ１９への圧力空気を供給停止してグリップ部２０が開状態となり、グリップ開信号が制御装置を介して溶接ロボットへ伝送され、溶接ロボットは、ノズルＷ２をトーチ部品交換部Ｂのトーチ部品受部３６ｂに当接又は近接する位置まで降下させる。溶接ロボットはノズル定位置設定信号を制御装置に伝送する。ステップＳ２において、制御装置からのノズル定位置設定信号に基づいて、空気圧シリンダ１９に圧力空気を供給し、グリップ部２０の閉動作を行う。空気圧シリンダ１９のシリンダロッドが伸長して連動部材１９ｂを押圧して溝付きリング４０を上方向に押し上げ、グリップ部２０を閉じてノズルＷを把持する。空気圧シリンダ１９からグリップ閉信号が制御装置に伝送され、ステップＳ４に進む。 Supply of pressurized air to the pneumatic cylinder 19 is stopped and the grip part 20 is opened, and a grip open signal is transmitted to the welding robot via the control device. The welding robot moves the nozzle W2 to the torch part of the torch part replacement part B. It is lowered to a position in contact with or close to the receiving portion 36b. The welding robot transmits a nozzle fixed position setting signal to the control device. In step S2, pressure air is supplied to the pneumatic cylinder 19 based on the nozzle fixed position setting signal from the control device, and the grip portion 20 is closed. The cylinder rod of the pneumatic cylinder 19 extends to press the interlocking member 19b to push the grooved ring 40 upward, close the grip portion 20, and grip the nozzle W. A grip closing signal is transmitted from the pneumatic cylinder 19 to the control device, and the process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、制御装置からグリップ閉信号に基づいて切り替え信号をクラッチ機構１７に伝送し、トーチ部品交換部Ｂの中空回転軸３０を接続し、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、電動機１６を駆動してトーチ部品交換部Ｂの中空回転軸３０を、グリップ部２０が把持するノズルＷ２のねじを緩める方向に逆回転させる。逆回転に伴って、溶接ロボットが把持する溶接トーチをノズルＷ２のねじのリードの合わせて上昇させ、ノズルＷ２をトーチユニットから外れて溶接トーチが上昇し、ステップＳ６に進む。なお、中空回転軸３０の回転数は既知のノズルＷ２のねじのリード数以上とする。 In step S4, a switching signal is transmitted from the control device to the clutch mechanism 17 based on the grip closing signal, the hollow rotary shaft 30 of the torch part replacement part B is connected, and the process proceeds to step S5. In step S5, the electric motor 16 is driven to rotate the hollow rotary shaft 30 of the torch component replacement part B in the reverse direction in the direction of loosening the screw of the nozzle W2 gripped by the grip part 20. Along with the reverse rotation, the welding torch held by the welding robot is raised together with the screw lead of the nozzle W2, the nozzle W2 is removed from the torch unit, and the welding torch is raised, and the process proceeds to step S6. The rotation speed of the hollow rotary shaft 30 is set to be equal to or greater than the known screw lead number of the nozzle W2.

ステップＳ６において、制御装置は、中空回転軸３０の回転が所定回転数に達すると、クラッチ機構１７を切って中空回転軸３０の回転を停止し、空気圧シリンダ１９への圧力空気の供給を停止し、グリップ部２０を開状態とする。グリップ部２０の開状態によるグリップ開信号が制御装置に入力されると、制御装置はポート部１７ａから圧力空気を中空回転軸３０内に供給し、スプリング３５で付勢されているシリンダロッド３４を押し上げてシリンダロッド３４の先端部のトーチ部品受部３６ｂに載置されているノズルＷ２を図１に示す上昇位置まで上昇させてステップＳ８に進む。 In step S6, when the rotation of the hollow rotary shaft 30 reaches a predetermined rotational speed, the control device turns off the clutch mechanism 17 to stop the rotation of the hollow rotary shaft 30 and stops the supply of pressurized air to the pneumatic cylinder 19. The grip part 20 is set to the open state. When a grip opening signal based on the opened state of the grip portion 20 is input to the control device, the control device supplies pressurized air from the port portion 17a into the hollow rotary shaft 30 and causes the cylinder rod 34 biased by the spring 35 to move. The nozzle W2 pushed up to raise the nozzle W2 placed on the torch part receiving part 36b at the tip of the cylinder rod 34 to the raised position shown in FIG. 1, and proceeds to step S8.

ステップＳ８では、トーチ部品受部３６ｂに載置されているノズルＷ２に圧力空気を噴射して所定のシュターに落下させて排出し、中空回転軸３０内への圧力空気の供給を停止し、スプリング３５により付勢されたシリンダロッド３４を所定位置に戻すとともにグリップ部２０を閉状態に設定する。なお、トーチ部品受部３６ｂからのノズルＷ２の排除は圧力空気の噴射以外に揺動部材で排除しても良いし、別のロボットでチャックし搬送して排除しても良い。また、チップの着脱もノズルと同様の方法で行われる。 In step S8, pressurized air is injected into the nozzle W2 placed on the torch component receiving portion 36b, dropped onto a predetermined star and discharged, the supply of pressurized air into the hollow rotary shaft 30 is stopped, and the spring The cylinder rod 34 biased by 35 is returned to a predetermined position, and the grip portion 20 is set in a closed state. The nozzle W2 from the torch component receiving part 36b may be excluded by a swinging member other than the injection of pressurized air, or may be excluded by chucking and transporting by another robot. Further, the chip is attached and detached in the same manner as the nozzle.

また、溶接トーチへのチップ及びノズルの装着は、制御装置からの制御信号に基づいて所定の手順で行われ、先ず、トーチ部品交換部Ａのグリップ部２０を開状態に設定した後、シリンダロッド３４を上昇させてトーチ部品受部３６ａを所定位置に設定した後、チップ供給機構（図示なし）で把持したチップＷ１をトーチ部品受部３６ａに載置し、グリップ部２０を閉状態に設定してチップＷ１を把持し、中空回転軸３０の回転によりグリップ部２０を回転させてチップＷ１をトーチユニットの所定のねじ部に螺合させて装着する。続いて、ノズルＷ２の装着手順へと進む。 The tip and nozzle are attached to the welding torch by a predetermined procedure based on a control signal from the control device. First, after the grip portion 20 of the torch component replacement portion A is set to an open state, the cylinder rod 34 is raised to set the torch part receiving part 36a to a predetermined position, and then the chip W1 gripped by the chip supply mechanism (not shown) is placed on the torch part receiving part 36a, and the grip part 20 is set to the closed state. Then, the chip W1 is gripped, and the grip part 20 is rotated by the rotation of the hollow rotary shaft 30 so that the chip W1 is screwed into a predetermined thread part of the torch unit and attached. Then, it progresses to the mounting procedure of nozzle W2.

ノズルＷ２の装着は、トーチ部品交換部Ｂのグリップ部２０を開状態に設定した後、シリンダロッド３４を上昇させてトーチ部品受部３６ｂを所定位置に設定した後、ノズル供給機構で把持したノズルＷ２をトーチ部品受部３６ｂに載置し、その後、グリップ部２０を閉状態に設定してノズルＷ２をグリップ部２０で把持し、中空回転軸３０を回転させてグリップ部２０を回転させ、ノズルＷ２をトーチユニットの所定のねじ部に螺合させて装着する。なお、チップ及びノズルの溶接トーチ部品交換装置への供給は、別に設けられたロボット或いは部品供給装置を使用する。 The nozzle W2 is mounted by setting the grip part 20 of the torch part replacement part B in the open state, then raising the cylinder rod 34 and setting the torch part receiving part 36b at a predetermined position, and then holding the nozzle held by the nozzle supply mechanism. W2 is placed on the torch part receiving part 36b, and then the grip part 20 is set in a closed state, the nozzle W2 is gripped by the grip part 20, the hollow rotary shaft 30 is rotated, the grip part 20 is rotated, and the nozzle W2 is screwed into a predetermined thread portion of the torch unit and attached. The tip and nozzle are supplied to the welding torch component replacement device using a separately provided robot or component supply device.

本発明では、上記実施形態において、グリップ部を支持し中空回転軸を回転させる回転駆動手段として電動機を例示して説明したが、本実施形態に限定することなく、油圧等の流体圧力を利用した回転機構を利用しても良いし、また、グリップ部を開閉動作させる空気圧シリンダは空気圧以外に油圧等の流体圧力を利用する油圧シリンダであっても良いし、電磁機構等を利用することもでき、本実施形態に限定するものではない。 In the present invention, in the above embodiment, the electric motor is exemplified and described as the rotation driving means for supporting the grip portion and rotating the hollow rotating shaft. However, the present invention is not limited to this embodiment, and fluid pressure such as hydraulic pressure is used. A rotating mechanism may be used, and the pneumatic cylinder that opens and closes the grip portion may be a hydraulic cylinder that uses fluid pressure such as oil pressure in addition to air pressure, or an electromagnetic mechanism or the like may be used. However, the present invention is not limited to this embodiment.

本発明の活用例としては、溶接トーチにおける溶接アークを発生する溶接ワイヤが挿通されるコンタクトチップやシールドガスを噴射するガスノズルの部品を交換するための溶接トーチ部品交換装置として利用することができる。 As an application example of the present invention, the present invention can be used as a welding torch component replacement device for replacing a contact tip into which a welding wire generating a welding arc in a welding torch is inserted or a gas nozzle component for injecting shield gas.

本発明に係る溶接トーチ部品交換装置の一実施形態を示す要部断面による外観図である。It is an external view by the principal part cross section which shows one Embodiment of the welding torch components replacement | exchange apparatus which concerns on this invention. （ａ）は本実施形態のグリップ部の正面図、（ｂ）はシフタープレートの正面図である。(A) is a front view of the grip part of this embodiment, (b) is a front view of a shifter plate. （ａ）は本実施形態におけるチップ交換部Ａの要部断面図、（ｂ）はそのグリップ部の正面図である。(A) is principal part sectional drawing of the chip | tip exchange part A in this embodiment, (b) is a front view of the grip part. 本実施形態におけるチップ交換部Ａのグリップ部が開状態の要部断面による側面図である。It is a side view by the principal part cross section of the grip part of the chip | tip exchange part A in this embodiment in an open state. （ａ）は本実施形態におけるノズル交換部Ｂの要部断面図、（ｂ）はそのグリップ部の正面図である。(A) is principal part sectional drawing of the nozzle exchange part B in this embodiment, (b) is a front view of the grip part. 本実施形態のノズル交換部Ｂにおけるグリップ部が開状態の要部断面による側面図である。It is a side view by the principal part cross section in the open state of the grip part in the nozzle exchange part B of this embodiment. （ａ）はチップ交換時の閉動作を示すグリップ部の拡大図であり、（ｂ）はグリップ交換時の開動作を示すグリップ部の拡大図である。(A) is an enlarged view of the grip part which shows the closing operation at the time of chip | tip exchange, (b) is an enlarged view of the grip part which shows the opening operation at the time of grip replacement | exchange. （ａ）は本実施形態における軸受部の正面図であり、（ｂ）はそのI−I線矢視による断面図である。(A) is a front view of the bearing part in this embodiment, (b) is sectional drawing by the II arrow. （ａ）は本実施形態における中空回転軸の中空軸部のII−II線に沿った断面図、（ｂ）はその要部外観図、（ｃ）は中空軸の端部側面図、（ｄ）は中空軸のフィンガ支持部の側面図である。(A) is sectional drawing along the II-II line of the hollow shaft part of the hollow rotating shaft in this embodiment, (b) is the principal part external view, (c) is an edge part side view of a hollow shaft, (d ) Is a side view of the finger support portion of the hollow shaft. （ａ）は本実施形態における溝付きリングの側面図、（ｂ）はその正面図である。(A) is a side view of the grooved ring in this embodiment, (b) is the front view. （ａ）は本実施形態におけるフィンガのIII−III線矢視による断面図、（ｂ）はその上側面図、（ｃ）はその右側面図である。(A) is sectional drawing by the III-III arrow of the finger in this embodiment, (b) is the upper side view, (c) is the right view. 本実施形態における制御フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flow in this embodiment. 従来の溶接トーチのトーチネック部を示す側面図である。It is a side view which shows the torch neck part of the conventional welding torch. 溶接ロボットとノズル・チップ交換装置の概略図である。It is a schematic diagram of a welding robot and a nozzle tip exchange device.

Explanation of symbols

Ａ，Ｂチップ部品交換部
Ｗ１コンタクトチップ
Ｗ２ガスノズル
１５基台
１６電動機
１６ａ回転軸
１７クラッチ機構
１７ａ，１７ｃクラッチ機構
１７ｂ，１７ｄ軸受部
１８軸受部
１８ａ嵌合部
１８ｂ貫通孔
１８ｃ粉塵排出口
１９空気圧シリンダ
１９ａロッド
１９ｂシフタープレート（連動部材）
１９ｃＵ字状切欠部
２０グリップ部
２１フィンガ
２１ｃ突起状傾斜面
２２当接部材
２３スプリング（フィンガ付勢用）
３０中空回転軸
３１回転軸
３２中間軸
３２ａポート部
３２ｂ流路
３３中空軸
３３ａ中空部
３４支持ロッド（シリンダロッド）
３５スプリング
３６（３６ａ，３６ｂ）トーチ部品受部
３７フィンガ支持部
３７ａ凹嵌部
３７ｂ貫通孔溝
４０溝付きリング
４２リング部
４２ａ環状溝
４３傾斜面又は湾曲面
５０回転検出センサ（回転検出手段）
５１回転検出用近接スイッチ
５２磁石 A, B Chip parts replacement part W1 Contact chip W2 Gas nozzle 15 Base 16 Electric motor 16a Rotating shaft 17 Clutch mechanism 17a, 17c Clutch mechanism 17b, 17d Bearing part 18 Bearing part 18a Fitting part 18b Through hole 18c Dust outlet 19 Pneumatic cylinder 19a Rod 19b Shifter plate (interlocking member)
19c U-shaped cutout portion 20 Grip portion 21 Finger 21c Projected inclined surface 22 Abutting member 23 Spring (for finger biasing)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Hollow rotating shaft 31 Rotating shaft 32 Intermediate shaft 32a Port part 32b Flow path 33 Hollow shaft 33a Hollow part 34 Support rod (cylinder rod)
35 Spring 36 (36a, 36b) Torch component receiving part 37 Finger support part 37a Recessed part 37b Through hole groove 40 Grooved ring 42 Ring part 42a Annular groove 43 Inclined surface or curved surface 50 Rotation detection sensor (rotation detection means)
51 Proximity switch for rotation detection 52 Magnet

Claims

A hollow rotary shaft having a finger support portion at a tip end thereof, wherein a rotational motion by a rotational drive means provided on the base is transmitted via a clutch mechanism;
A bearing portion fixed to the base and surrounding an outer periphery of the finger support portion and bearing the hollow rotary shaft;
It is inserted through the hollow rotary shaft and is biased by a spring, and has a torch part receiving part at the tip part where the tip part of the welding torch part comes close to or abuts, and is inserted into the hollow rotary shaft and expands and contracts in the axial direction. Support rods,
A finger that is urged by a spring on the finger support portion and is swingably supported; has a protruding inclined surface on the outer peripheral side; and a contact member that contacts the welding torch component at the inner peripheral end;
A grooved ring provided on an outer periphery of the finger for engaging the protruding inclined surface to swing the finger;
An interlocking member that engages with the annular groove portion of the grooved ring, and causes the grooved ring to move in parallel with the axial direction of the hollow rotary shaft by fluid pressure to swing the finger;
Rotation detecting means for detecting rotation of the hollow rotating shaft;
A welding torch component replacement device comprising:

2. The welding torch component replacement device according to claim 1, wherein the base is provided with at least a pair of grip portions by the fingers for attaching and detaching a gas nozzle and a contact tip of the welding torch component.

The said bearing part is provided with the injection hole which injects pressurized air in this bearing part, and the some dust discharge hole which discharges | emits the waste and impurities in this bearing part, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. The welding torch component replacement device described.