JP6660081B2

JP6660081B2 - Cleaning method and cleaning device for welding torch

Info

Publication number: JP6660081B2
Application number: JP2014102254A
Authority: JP
Inventors: 康二郎加藤; 矢島　正敏; 正敏矢島; 紀夫河野; 光一石田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: JP2015217413A

Description

本発明は、溶接トーチの先端に付着するスタッパを除去する溶接トーチの清掃方法及び清掃装置に関する。 The present invention relates to a method and a device for cleaning a welding torch for removing a stapler attached to the tip of the welding torch.

特許文献１には、溶接トーチの先端に付着したスパッタを除去する方策として、ショット材を、エアノズルから噴出する圧縮空気により放射し、溶接トーチ先端に衝突させて清掃している点が開示されている。これに対し、溶接トーチの損傷を防止する技術として特許文献２，３には、溶接トーチの先端に付着したスパッタに対し、エアの吹き付けで除去することが開示されている。 Patent Document 1 discloses that as a measure for removing spatter attached to the tip of a welding torch, a shot material is radiated by compressed air ejected from an air nozzle to collide with the tip of the welding torch for cleaning. I have. On the other hand, Patent Literatures 2 and 3 disclose removal of spatter adhered to the tip of the welding torch by blowing air as a technique for preventing damage to the welding torch.

特開平５−２６９６６８号公報JP-A-5-269668 実開平７−０１５１６７号公報JP-A-7-015167 特開平７−３１４１４２号公報JP-A-7-314142

しかしながら、特許文献１の技術は、スパッタを除去する際にショット材を衝突させているので、ショット材によって溶接トーチに傷が付く恐れがある。また、特許文献２，３に開示の技術では、溶接トーチの先端の外側のスパッタは除去できても、内側のスパッタの除去が不十分という問題があった。 However, in the technique of Patent Literature 1, since the shot material collides when removing spatter, the shot material may damage the welding torch. Further, the techniques disclosed in Patent Literatures 2 and 3 have a problem that spatters outside the tip of the welding torch can be removed, but spatters inside the welding torch are insufficiently removed.

そこで、本発明は、溶接トーチの損傷を抑えつつ、溶接トーチの先端の内側に付着したスパッタを効果的に除去することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to effectively remove spatters attached to the inside of the tip of the welding torch while suppressing damage to the welding torch.

本発明は、溶接トーチの先端の内側で、前記溶接トーチの先端の端面よりも奥側に付着したスパッタに外部から気体吐出ノズルにより気体を吹き付けて、前記先端の端面よりも奥側に付着したスパッタに亀裂を発生させることを特徴とする。前記溶接トーチの側方に配置された前記気体吐出ノズルは、前記スパッタの前記溶接トーチ端面から突出する部位でかつ、前記溶接トーチの中心軸線に対して直交する方向の前記溶接トーチの外側に向かって面する露出面と、前記溶接トーチ端面との間の境界部に指向して、前記溶接トーチの側方から気体を吹き付ける。
前記溶接トーチに吹き付ける気体が流れるエア通路に開閉機構が設けられ、前記開閉機構に連動する開閉レバーを、ロボットのアームに取り付けた前記溶接トーチが、前記ロボットのアームの移動によって押し付けて移動させることで前記開閉機構を開放させる。前記気体吐出ノズルは、前記開閉機構を開放させた状態にある前記溶接トーチの先端に向けて気体を吐出する。 The present invention sprays a gas from the outside with a gas discharge nozzle to the spatter attached to the inner side of the tip of the welding torch, and adheres to the inner side of the end of the tip of the welding torch. It is characterized by generating cracks in spatter. The gas discharge nozzle disposed on the side of the welding torch is a portion of the spatter protruding from an end surface of the welding torch, and is directed outward of the welding torch in a direction orthogonal to a center axis of the welding torch. The gas is blown from the side of the welding torch toward the boundary between the exposed surface facing and the end surface of the welding torch.
An opening / closing mechanism is provided in an air passage through which gas blown to the welding torch flows, and an opening / closing lever interlocking with the opening / closing mechanism is moved by pressing the welding torch attached to a robot arm by movement of the robot arm. To open the opening / closing mechanism. The gas discharge nozzle discharges gas toward the tip of the welding torch in a state where the opening / closing mechanism is opened.

本発明によれば、溶接トーチの先端の内側で溶接トーチの先端の端面よりも奥側に付着するスパッタに気体を吹き付けて、溶接トーチの先端の端面よりも相対的に厚さの薄い奥側のスパッタに亀裂を発生させることで、その亀裂が溶接トーチの先端の端面に向けて伝播しながらスパッタが破壊されて溶接トーチの先端の内側に付着したスパッタを効果的に除去することができる。その際、当然ながらショット材を使用していないので、溶接トーチに傷が付くことを抑制できる。 According to the present invention, a gas is blown to the spatter attached to the inner side of the tip of the welding torch and the inner surface of the tip of the welding torch, and the inner side of the welding torch is relatively thinner than the edge of the tip of the welding torch. By generating a crack in the spatter, the spatter is broken while the crack propagates toward the end face of the tip of the welding torch, and spatter attached to the inside of the tip of the welding torch can be effectively removed. At this time, since the shot material is not used, the welding torch can be prevented from being damaged.

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係わる溶接トーチの清掃装置を示す正面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の平面図である。FIG. 1A is a front view showing a cleaning device for a welding torch according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of FIG. 1A. 図２は、アーク溶接装置の全体構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the entire configuration of the arc welding apparatus. 図３は、図１の溶接トーチの清掃装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the welding torch cleaning device of FIG. 図４は、図３とは別な角度から見た溶接トーチの清掃装置の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the cleaning device of the welding torch as viewed from a different angle from FIG. 図５は、エアノズルによる溶接トーチに対するエアの吹き付け角度を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the angle of blowing air to the welding torch by the air nozzle. 図６（ａ）は、溶接作業を行っている状態を示す断面図、図６（ｂ）は、溶接作業によって溶接トーチの先端にスパッタが付着した状態を示す断面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view showing a state in which a welding operation is being performed, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state in which spatter has adhered to the tip of a welding torch by the welding operation. 図７（ａ）は、開閉レバーに取り付ける熱収縮チューブの平面図、図７（ｂ）は、開閉レバーに熱収縮チューブを取り付けた状態を示す平面図である。7A is a plan view of a heat-shrinkable tube attached to the opening / closing lever, and FIG. 7B is a plan view showing a state in which the heat-shrinkable tube is attached to the opening / closing lever. 図８（ａ）は、図８（ｂ）で示すエアの吹き付け角度に応じたスパッタの除去効果の実験結果を示す説明図、図８（ｂ）は、エアの吹き付け角度が０度から１２０度までの５種の角度を示した説明図である。FIG. 8A is an explanatory view showing an experimental result of an effect of removing spatter depending on an air blowing angle shown in FIG. 8B, and FIG. 8B is a drawing showing an air blowing angle of 0 to 120 degrees. FIG. 6 is an explanatory diagram showing five types of angles up to the above.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる溶接トーチの清掃装置を示す。溶接トーチ１の先端１ａに対し、エアノズル３のエア吐出口３ａから、気体であるエアを吐出して放出し、先端１ａ周辺に吹き付けて、先端１ａ周辺に付着するスパッタを除去する。なお、エアノズル３は気体吐出ノズルを構成し、エア吐出口３ａは気体吐出口を構成している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cleaning device for a welding torch according to an embodiment of the present invention. Air, which is a gas, is discharged and discharged from the air discharge port 3a of the air nozzle 3 to the tip 1a of the welding torch 1, and is sprayed around the tip 1a to remove spatter attached to the vicinity of the tip 1a. The air nozzle 3 forms a gas discharge nozzle, and the air discharge port 3a forms a gas discharge port.

溶接トーチ１は、図２に示すようなアーク溶接装置における溶接ロボット５のアーム７の先端に取り付けてあり、溶接ロボット５の教示動作に基づくアーム７の移動に伴って移動しながら、ワークＷに対して溶接作業を実施する。ワークＷは、溶接治具９に保持された状態で、溶接ロボット５と共に溶接ブース１１内に収容されている。 The welding torch 1 is attached to the tip of the arm 7 of the welding robot 5 in the arc welding apparatus as shown in FIG. 2, and moves along with the movement of the arm 7 based on the teaching operation of the welding robot 5 to move the workpiece W to the workpiece W. Welding work is performed on it. The work W is housed in the welding booth 11 together with the welding robot 5 while being held by the welding jig 9.

溶接ブース１１の外部には、溶接電源１３及びロボット制御盤１５を配置している。溶接ブース１１の外部には、さらに溶接ワイヤ１７を収容するワイヤ収容容器１９を配置している。ワイヤ収容容器１９の上端のワイヤ取出口１９ａと溶接トーチ１の後端１ｂとは、溶接ブース１１の壁部を貫通している可撓性のワイヤガイド２１によって互いに連結している。すなわち、ワイヤ収容容器１９内の溶接ワイヤ１７は、ワイヤガイド２１内をガイドされつつ移動して溶接トーチ１内に供給される。 Outside the welding booth 11, a welding power source 13 and a robot control panel 15 are arranged. Outside the welding booth 11, a wire container 19 for further containing a welding wire 17 is arranged. The wire outlet 19a at the upper end of the wire container 19 and the rear end 1b of the welding torch 1 are connected to each other by a flexible wire guide 21 penetrating the wall of the welding booth 11. That is, the welding wire 17 in the wire container 19 moves while being guided in the wire guide 21 and is supplied into the welding torch 1.

ワイヤガイド２１が貫通している部分の溶接ブース１１の壁部には、ワイヤガイド２１内の溶接ワイヤ１７を、ワイヤ収容容器１９から溶接トーチ１へ向けて送給するワイヤ送給機構２３を取り付けている。ワイヤ送給機構２３は、溶接ワイヤ１７を挟持した状態で回転するローラや、ローラを回転駆動するモータなどの駆動機構を備えている。モータは、溶接電源１３によって駆動する。シールドガスについては、溶接ロボット５のアーム７に沿って設けられる可撓性のガス配管を溶接トーチ１の後端１ｂ付近に接続するなどして、図示しないガス供給源からガス配管を経て溶接トーチ１内に供給する。 A wire feeding mechanism 23 for feeding the welding wire 17 in the wire guide 21 from the wire container 19 to the welding torch 1 is attached to the wall of the welding booth 11 where the wire guide 21 penetrates. ing. The wire feeding mechanism 23 includes a driving mechanism such as a roller that rotates while holding the welding wire 17 therebetween, and a motor that rotationally drives the roller. The motor is driven by a welding power source 13. With respect to the shielding gas, a flexible gas pipe provided along the arm 7 of the welding robot 5 is connected to the vicinity of the rear end 1b of the welding torch 1 or the like. Supply within 1.

図１に示すエアノズル３は、スパッタ回収ボックス２５の下端外側に取り付けてあるノズル保持部としての取付ブラケット２７に取り付けている。スパッタ回収ボックス２５は、図３、図４にも示すように、下部に、中空でほぼ立方体形状のスパッタ収容部２９を備えている。スパッタ収容部２９は、底壁２９ａと、周囲四方の側壁２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅとを備え、上部が開放している。取付ブラケット２７は、側壁２９ｂの下部に取り付けている。なお、スパッタ回収ボックス２５は、図２では図示していないが、溶接ブース１１内に配置されているものとする。 The air nozzle 3 shown in FIG. 1 is mounted on a mounting bracket 27 as a nozzle holding part mounted on the outside of the lower end of the sputter collection box 25. As shown in FIGS. 3 and 4, the sputter collection box 25 includes a hollow, substantially cubic-shaped sputter accommodating portion 29 in the lower portion. The sputter accommodating portion 29 includes a bottom wall 29a and four peripheral side walls 29b, 29c, 29d, and 29e, and has an open upper portion. The mounting bracket 27 is mounted on a lower portion of the side wall 29b. Although not shown in FIG. 2, the spatter collection box 25 is assumed to be arranged in the welding booth 11.

取付ブラケット２７を取り付けてある側壁２９ｂに対向する側壁２９ｄは、上方に向けて延長されて上壁部２９ｄｕが連続して形成されている。上壁部２９ｄｕには、上下方向に長いスリット２９ｄｕ１を、水平方向に沿って複数設けている。さらに、側壁２９ｃに対向する側壁２９ｅは、上方に向けて延長されて上壁部２９ｅｕが連続して形成されている。上壁部２９ｄｕと上壁部２９ｅｕとは上下方向長さが同等で上端の位置が一致している。 The side wall 29d facing the side wall 29b to which the mounting bracket 27 is attached is extended upward, and an upper wall portion 29du is formed continuously. The upper wall 29du is provided with a plurality of vertically extending slits 29du1 along the horizontal direction. Further, the side wall 29e facing the side wall 29c is extended upward, and an upper wall portion 29eu is formed continuously. The upper wall portion 29du and the upper wall portion 29eu have the same length in the up-down direction, and the upper end positions coincide.

また、側壁２９ｂの側壁２９ｅ側の一部は、上方に向けて延長されて上壁片２９ｂｕが連続して形成され、側壁２９ｃの側壁２９ｄ側の一部は、上方に向けて延長されて上壁片２９ｃｕが連続して形成されている。これら上壁片２９ｂｕ及び上壁片２９ｃｕは、側壁２９ｂ及び側壁２９ｃに対し、水平方向の幅が１／３もしくは１／４程度と小さく、したがってスパッタ回収ボックス２５は、側壁２９ｂ及び側壁２９ｃのそれぞれの上部が水平方向に開放している。すなわち、スパッタ回収ボックス２５は、下部に位置するスパッタ収容部２９の上部が、互いに隣接する側壁２９ｄ，２９ｅの上方の二つの上壁部２９ｄｕ，２９ｅｕによって互いに隣接する二方が閉塞され、それ以外の二方が開放された状態となる。 Further, a portion of the side wall 29b on the side wall 29e side is extended upward to form an upper wall piece 29bu continuously, and a portion of the side wall 29c on the side wall 29d side is extended upward and extends upward. The wall pieces 29cu are formed continuously. The upper wall piece 29bu and the upper wall piece 29cu have a smaller horizontal width of about 1/3 or 1/4 of that of the side wall 29b and the side wall 29c. Therefore, the sputter collection box 25 includes the side wall 29b and the side wall 29c, respectively. Is open horizontally. That is, in the sputter collection box 25, the upper part of the sputter accommodating part 29 located at the lower part is closed on two sides adjacent to each other by the two upper wall parts 29du and 29eu above the adjacent side walls 29d and 29e. Are open.

溶接トーチ１は、溶接ロボット５のアーム７に取り付けられた後端１ｂ側の後端直線部１ｃと、後端直線部１ｃに対して湾曲形状に屈曲する屈曲部１ｄと、屈曲部１ｄに連続して形成される先端１ａ側の先端直線部１ｅとを備えている。ここで、溶接トーチ１に対してスパッタ除去の清掃を行う際には、先端直線部１ｅを上下（鉛直）方向に対応する状態とする。この状態で、先端直線部１ｅを、スパッタ回収ボックス２５の側壁２９ｃの上部に位置する開放部から、図３、図４の矢印Ａで示す方向に、溶接ロボット５のアーム７の移動に伴い移動させて、スパッタ回収ボックス２５内に入り込ませる。なお、図１は、溶接トーチ１がスパッタ回収ボックス２５に入り込む前の状態を示している。図１（ｂ）の二点鎖線で示す溶接トーチ１は、スパッタ回収ボックス２５に入り込んだ状態を示している。 The welding torch 1 is continuous with a rear end linear portion 1c on the rear end 1b side attached to the arm 7 of the welding robot 5, a bent portion 1d bent in a curved shape with respect to the rear end linear portion 1c, and a bent portion 1d. And a tip straight portion 1e on the tip 1a side. When cleaning the welding torch 1 to remove spatter, the tip straight portion 1e is set to a state corresponding to the vertical (vertical) direction. In this state, the tip linear portion 1e is moved from the open portion located above the side wall 29c of the sputter recovery box 25 in the direction indicated by the arrow A in FIGS. Then, it is put into the sputter collection box 25. FIG. 1 shows a state before the welding torch 1 enters the spatter recovery box 25. The welding torch 1 shown by a two-dot chain line in FIG.

エアノズル３を取り付けている取付ブラケット２７は、側壁２９ｂに固定する平板形状の固定部２７ａと、固定部２７ａの上端に対し側壁２９ｂから離れるようにして屈曲して傾斜する平板形状のノズル取付部２７ｂとを備えている。このとき、図５に示すように、側壁２９ｂとノズル取付部２７ｂとがなす角度αを３０度としている。このため、溶接トーチ１の上下方向に延びる先端直線部１ｅの中心軸線Ｐに対してトーチ前方(図５中で下方)に連続する延長線Ｑと、エアノズル３の中心軸線Ｒとがなす角度θは、６０度となる。このとき、エアノズル３は、その中心軸線Ｒが溶接トーチ１の先端１ａの角部に指向している。なお、図５の溶接トーチ１は、スパッタ回収ボックス２５に入り込んだ状態であって、図１（ｂ）の二点鎖線の位置に対応している。 The mounting bracket 27 to which the air nozzle 3 is mounted includes a plate-shaped fixing portion 27a fixed to the side wall 29b, and a plate-shaped nozzle mounting portion 27b which is bent and inclined away from the side wall 29b with respect to the upper end of the fixing portion 27a. And At this time, as shown in FIG. 5, the angle α formed between the side wall 29b and the nozzle mounting portion 27b is 30 degrees. For this reason, the angle θ formed by the extension line Q continuing forward (downward in FIG. 5) of the torch with respect to the center axis P of the tip straight portion 1 e extending in the vertical direction of the welding torch 1 and the center axis R of the air nozzle 3. Is 60 degrees. At this time, the center axis R of the air nozzle 3 is directed to the corner of the tip 1 a of the welding torch 1. The welding torch 1 shown in FIG. 5 is in a state where it has entered the spatter collection box 25, and corresponds to the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1B.

上記した取付ブラケット２７は、ノズル取付部２７ｂの上端に対して上方に向くように屈曲し固定部２７ａと平行に延びる縦壁部２７ｃを備えている。さらに、取付ブラケット２７は、縦壁部２７ｃの上端に対しスパッタ回収ボックス２５から離れる方向に９０度の角度で屈曲して水平方向に延びる水平壁部２７ｄを備えている。また、図４に示すように、水平壁部２７ｄの側壁２９ｅ側の側縁に対し、下方に向けて９０度の角度で屈曲する側壁部２７ｅが形成されている。 The above-described mounting bracket 27 includes a vertical wall portion 27c that is bent upward with respect to the upper end of the nozzle mounting portion 27b and extends parallel to the fixing portion 27a. Further, the mounting bracket 27 includes a horizontal wall portion 27d which is bent at an angle of 90 degrees in a direction away from the sputter recovery box 25 with respect to the upper end of the vertical wall portion 27c and extends horizontally. As shown in FIG. 4, a side wall 27e that is bent downward at an angle of 90 degrees is formed on a side edge of the horizontal wall 27d on the side wall 29e side.

水平壁部２７ｄの上面には、開閉機構としてのメカニカルバルブ３１を取り付けている。メカニカルバルブ３１の一方のポート３１ａ（図４）には、接続具３３を介して湾曲しているエア二次配管３５の一端を接続し、エア二次配管３５の他端はエアノズル３の基端部に接続している。エアノズル３の基端部は、図１（ａ）に示すように、取付ブラケット２７に対してスパッタ回収ボックス２５と反対側に位置している。また、メカニカルバルブ３１の他方のポート３１ｂ（図３）には、接続具３７を介してエア一次配管３９の一端を接続する。エア一次配管３９の他端側は、図示しないエア供給源に接続する。エアノズル３、エア二次配管３５及びエア一次配管３９によってエア通路を構成している。したがって、エア通路に開閉機構であるメカニカルバルブ３１が設けられることになる。エア供給源からは、例えば０．６Ｍｐａの圧力のエアをエア一次配管３９に供給する。 A mechanical valve 31 as an opening and closing mechanism is attached to the upper surface of the horizontal wall 27d. One end of a curved air secondary pipe 35 is connected to one port 31 a (FIG. 4) of the mechanical valve 31 via a connector 33, and the other end of the air secondary pipe 35 is a base end of the air nozzle 3. Connected to the unit. The base end of the air nozzle 3 is located on the opposite side of the sputter collection box 25 with respect to the mounting bracket 27, as shown in FIG. Further, one end of an air primary pipe 39 is connected to the other port 31 b (FIG. 3) of the mechanical valve 31 via a connector 37. The other end of the air primary pipe 39 is connected to an air supply source (not shown). An air passage is constituted by the air nozzle 3, the air secondary pipe 35, and the air primary pipe 39. Therefore, the mechanical valve 31 which is an opening / closing mechanism is provided in the air passage. From the air supply source, for example, air having a pressure of 0.6 Mpa is supplied to the air primary pipe 39.

ここで、エア一次配管３９、エア二次配管３５、メカニカルバルブ３１及びエアノズル３内のそれぞれのエアが通過する通路の内径は、互い同等とすることで、エア通路内の圧力損失を最小限に抑えることができる。その際、使用する部品の都合で、エアノズル３の内径がエア二次配管３５の内径よりも小さくなってしまう場合には、エアノズル３のエア二次配管３５側の端部の内周角部に、全周にわたり面取などのテーパ面となるエアガイドを形成する。これにより、エア二次配管３５から下流側のエアノズル３に向けて通路内径が小さくなることによる圧力損失の低下を低減する。 Here, the inner diameters of the passages through which the air in the air primary pipe 39, the air secondary pipe 35, the mechanical valve 31, and the air nozzle 3 pass are equal to each other, thereby minimizing the pressure loss in the air passage. Can be suppressed. At this time, if the inner diameter of the air nozzle 3 becomes smaller than the inner diameter of the air secondary pipe 35 due to the parts to be used, the inner peripheral corner of the end of the air nozzle 3 on the side of the air secondary pipe 35 is provided. Then, an air guide that forms a tapered surface such as a chamfer over the entire circumference is formed. This reduces a decrease in pressure loss due to a decrease in the passage inner diameter from the air secondary pipe 35 toward the air nozzle 3 on the downstream side.

メカニカルバルブ３１は、バルブボディ本体３１ｃからスパッタ回収ボックス２５に向けて突出する突出部３１ｄを備え、突出部３１ｄの上部に設けてある回転支持部３１ｅに、開閉レバー４１の一端を回転可能に取り付けている。開閉レバー４１は、ポート３１ａ，３１ｂ相互間の流路を開閉する図示しない弁体に連動して回転移動する。 The mechanical valve 31 includes a protruding portion 31d protruding from the valve body main body 31c toward the sputter collection box 25, and one end of an opening / closing lever 41 is rotatably attached to a rotation support portion 31e provided above the protruding portion 31d. ing. The opening / closing lever 41 rotates and moves in conjunction with a valve (not shown) that opens and closes a flow path between the ports 31a and 31b.

上記した開閉レバー４１は、図１，３，４に示すような、スパッタ回収ボックス２５の側壁２９ｃ，２９ｅと平行な状態で、図１（ｂ）中の矢印Ｂで示す方向に図示しないスプリングなどの押圧手段によって押し付けられている。これにより開閉レバー４１は、図示しないストッパによって、図１，３，４に示す初期位置が保持される。この保持された開閉レバー４１の初期位置で、開閉レバー４１に連動する上記した弁体は閉じられている。 The above-mentioned opening / closing lever 41 is in a state parallel to the side walls 29c and 29e of the sputter recovery box 25 as shown in FIGS. 1, 3 and 4, and a spring (not shown) in the direction shown by the arrow B in FIG. Is pressed by the pressing means. Thereby, the opening / closing lever 41 is held at the initial position shown in FIGS. At the initial position of the held opening / closing lever 41, the above-described valve body linked to the opening / closing lever 41 is closed.

ここで、図３、図４に示したように、溶接トーチ１が矢印Ａの方向に向けて移動してスパッタ回収ボックス２５に入り込むときに、溶接トーチ１が開閉レバー４１を押し付けて、図１（ｂ）の矢印Ｂとは反対の矢印Ｃ方向に回転移動させる。そうすると、メカニカルバルブ３１の弁体が開放状態となる。なお、図１（ｂ）において、開閉レバー４１は、実線で示す弁体が閉じた状態に対応する初期位置に対し、角度β（＝２５度）回転した時点で弁体が開放し始めてエアの噴出が開始される。また、角度βからさらに角度γ（＝３０度）回転した状態で図示しないストッパなどが機能してそれ以上の回転が規制される。つまり、開閉レバー４１は、弁体が閉じた状態に対応する初期位置から、５５度（β＋γ）の角度までが動作限界である。そして、開閉レバー４１が初期位置に対し角度β回転した位置から、さらに二点鎖線で示す位置まで回転移動することで、メカニカルバルブ３１の弁体が全開となり、このとき溶接トーチ１の先端１ａがエアノズル３のエア吐出口３ａの近傍位置となる。 Here, as shown in FIGS. 3 and 4, when the welding torch 1 moves in the direction of the arrow A and enters the spatter collection box 25, the welding torch 1 presses the opening / closing lever 41, and FIG. It is rotationally moved in the direction of arrow C opposite to arrow B in (b). Then, the valve body of the mechanical valve 31 is opened. In FIG. 1B, the opening / closing lever 41 starts to open when the angle β (= 25 degrees) rotates with respect to an initial position corresponding to a state where the valve body is closed as indicated by a solid line, and the air is released. The eruption starts. In addition, a stopper (not shown) or the like functions in a state where the rotation is further performed by an angle γ (= 30 degrees) from the angle β, and further rotation is restricted. That is, the operation limit of the opening / closing lever 41 is from the initial position corresponding to the state where the valve body is closed to an angle of 55 degrees (β + γ). When the opening / closing lever 41 rotates from the position rotated by the angle β with respect to the initial position to the position shown by the two-dot chain line, the valve element of the mechanical valve 31 is fully opened. This is a position near the air discharge port 3a of the air nozzle 3.

次に、作用を説明する。図２に示すアーク溶接装置における溶接ロボット５の教示動作に従って、溶接トーチ１をワークＷの溶接位置に沿って移動させながらアーク溶接を実施する。その際、図６（ａ）の簡素化した図で示すように、溶接トーチ１の先端から溶接ワイヤ１７を送出しつつ溶接トーチ１内にシールドガス４３を流すことで、ワークＷの溶接部４５を大気４７から遮断して、溶接部４５の酸化やブローホール発生による溶接強度の低下を抑制する。 Next, the operation will be described. According to the teaching operation of the welding robot 5 in the arc welding apparatus shown in FIG. 2, arc welding is performed while moving the welding torch 1 along the welding position of the workpiece W. At this time, as shown in a simplified view of FIG. 6A, the welding wire 17 is sent from the tip of the welding torch 1 and the shielding gas 43 is caused to flow into the welding torch 1 so that the welding portion 45 of the work W is formed. Is shielded from the atmosphere 47 to suppress a decrease in welding strength due to oxidation of the welded portion 45 and generation of blowholes.

そして、このような溶接作業を行う過程で、図６（ｂ）のように、円筒形状の溶接トーチ１の先端１ａの周辺にスパッタ４９が環状に付着して堆積していく。このため、シールドガス４３は、スパッタ４９に邪魔されて外側に拡がりにくくなり、溶接部４５に直接衝突することになって溶接部４５を大気４７から遮断できなくなり、溶接部４５にブローホール４８が発生してしまう。 Then, in the course of performing such a welding operation, as shown in FIG. 6B, spatters 49 are attached and deposited in a ring shape around the tip 1 a of the cylindrical welding torch 1. For this reason, the shield gas 43 is hardly spread outward by being hindered by the spatter 49, and directly collides with the welded portion 45, so that the welded portion 45 cannot be shut off from the atmosphere 47, and the blow hole 48 is formed in the welded portion 45. Will occur.

このように、スパッタ４９が付着した状態の溶接トーチ１に対し、本実施形態では、スパッタ４９の除去作業を行う。スパッタ４９の除去作業は、溶接ロボット５の教示動作に従って、図３、図４に示すように、溶接トーチ１を矢印Ａで示す方向に移動させて、スパッタ回収ボックス２５内に入り込ませる。 In this embodiment, the spatter 49 is removed from the welding torch 1 to which the spatter 49 has adhered. The spatter 49 is removed by moving the welding torch 1 in the direction indicated by the arrow A as shown in FIGS.

その際、溶接トーチ１の先端直線部１ｅが上下方向に向いた状態であり、この状態で溶接トーチ１を矢印Ａ方向に移動させることで、溶接トーチ１が開閉レバー４１を押し付けて図１（ｂ）中で矢印Ｃ方向に回転移動させる。そして、開閉レバー４１を図１（ｂ）の二点鎖線で示す位置まで回転移動させた状態で停止させる。このとき、溶接トーチ１は、図５に示すように、先端１ａがエアノズル３の先端近傍に位置しており、メカニカルバルブ３１の弁体は全開となってエアノズル３からはエアが吐出されている。 At this time, the tip straight portion 1e of the welding torch 1 is in a vertical state, and in this state, by moving the welding torch 1 in the direction of the arrow A, the welding torch 1 presses the opening / closing lever 41 and FIG. b) is rotated in the direction of arrow C in FIG. Then, the opening / closing lever 41 is stopped while being rotated to the position shown by the two-dot chain line in FIG. At this time, as shown in FIG. 5, the welding torch 1 has the tip 1a located near the tip of the air nozzle 3, the valve body of the mechanical valve 31 is fully opened, and air is discharged from the air nozzle 3. .

エアノズル３から吐出されるエアは、溶接トーチ１の先端１ａの角部に向けて斜め下方から吹き付ける。吹き付けたエアは、溶接トーチ１の先端１ａの内部（内壁）及び外部（外壁）に衝突し、特に図６（ｂ）のように内部に付着しているスパッタ４９に亀裂を与えて破壊する。その際、溶接トーチ１の先端１ａの内側で、溶接トーチ１の先端１ａの端面よりも奥側に付着したスパッタ４９に、外部から気体を吹き付けて付着したスパッタ４９に亀裂を発生させている。ここで、溶接トーチ１の先端１ａの端面よりも奥側に付着したスパッタ４９は、外部に付着したスパッタ４９よりも相対的に厚さが薄く、その薄いスタッパ４９に亀裂を発生させる。その亀裂が溶接トーチ１の先端１ａの端面に向けて伝播しながらスパッタ４９が破壊されて溶接トーチ１の先端１ａの内側に付着したスパッタ４９を効果的に除去することができる。 The air discharged from the air nozzle 3 is blown from obliquely downward toward the corner of the tip 1 a of the welding torch 1. The blown air collides with the inside (inner wall) and the outside (outer wall) of the tip 1a of the welding torch 1, and particularly cracks and breaks the spatter 49 attached inside as shown in FIG. 6B. At this time, a gas is blown from the outside to the spatter 49 attached to the inner side of the tip 1a of the welding torch 1 and to the back side of the end surface of the tip 1a of the welding torch 1 to generate cracks. Here, the spatter 49 attached to the inner side of the end surface of the tip 1a of the welding torch 1 is relatively thinner than the spatter 49 attached to the outside, and a crack is generated in the thin stutter 49. While the crack propagates toward the end face of the tip 1a of the welding torch 1, the spatter 49 is broken and the spatter 49 attached to the inside of the tip 1a of the welding torch 1 can be effectively removed.

外部に付着したスパッタ４９は、内部のスパッタ４９の亀裂が伝播することで破壊する。外部に付着したスパッタ４９は、吹き付けられるエアによって亀裂が発生することもある。破壊によって剥離したスパッタ４９は、下方のスパッタ回収ボックス２５のスパッタ収容部２９に落下して回収される。その際、本実施形態では、エアを吹き付けることでスパッタ４９の除去を行っており、ショット材を使用していない。このため、溶接トーチ１に傷が付くことを抑制して溶接トーチ１の寿命が向上するうえ、ショット材を使用しない分設備コストの上昇を抑えることができる。 The sputter 49 attached to the outside is broken by the crack of the inner sputter 49 propagating. The sputter 49 attached to the outside may be cracked by the blown air. The sputter 49 that has been separated by the destruction falls into the sputter accommodating portion 29 of the lower sputter collecting box 25 and is collected. At this time, in this embodiment, the sputter 49 is removed by blowing air, and no shot material is used. For this reason, the welding torch 1 can be prevented from being damaged, the life of the welding torch 1 can be improved, and the increase in equipment cost can be suppressed because the shot material is not used.

また、破壊によって剥離したスパッタ４９がエアと共に前方に移動しても、このスパッタ４９は、スパッタ回収ボックス２５の上壁部２９ｄｕ，２９ｅｕや上壁片２９ｂｕ，上壁片２９ｃｕが外部への飛散を抑制してスパッタ収容部２９に回収することができる。上壁部２９ｄｕに設けてあるスリット２９ｄｕ１は、幅が極めて小さいので、破壊によって剥離したスパッタ４９は通過しにくいものとなっている。 Even if the sputter 49 separated by the destruction moves forward together with the air, the sputter 49 causes the upper wall portions 29du and 29eu, the upper wall piece 29bu and the upper wall piece 29cu to scatter outside. This can be suppressed and collected in the sputter accommodating section 29. Since the width of the slit 29du1 provided in the upper wall portion 29du is extremely small, the sputter 49 peeled off by the destruction is difficult to pass.

スパッタ４９の除去が完了したら、再度溶接ロボット５の教示動作に従って、溶接トーチ１を上記とは逆方向に移動させてスパッタ回収ボックス２５から離反させる。この溶接トーチ１の移動に伴い開閉レバー４１は、図示しないスプリングの作用で、図１（ｂ）の矢印Ｂ方向に回転移動して実線で示す初期位置に戻り、メカニカルバルブ３１は閉じられてエアの吐出が停止する。 After the removal of the spatter 49 is completed, the welding torch 1 is moved again in the opposite direction to the above in accordance with the teaching operation of the welding robot 5 to be separated from the spatter recovery box 25. With the movement of the welding torch 1, the opening / closing lever 41 rotates and moves in the direction of arrow B in FIG. 1B by the action of a spring (not shown) to return to the initial position shown by the solid line, and the mechanical valve 31 is closed and the air is released. Is stopped.

ここで、図３、図４に示すように、エアノズル３から吐出されるエアの進行方向前方のスパッタ回収ボックス２５の上壁部２９ｄｕには、スリット２９ｄｕ１が形成されている。このため、エアノズル３から吐出されて溶接トーチ１を超えて前方に移動したエアのほとんどは、スリット２９ｄｕ１を通って外部に流出する。エアが外部に流出することによって、上壁部２９ｄｕで跳ね返ってエアノズル３側に戻るようにして移動するエアの量が減少する。これにより、エアノズル３から吐出するエアの勢い（圧力）が低下するのを抑えることができ、スパッタ４９の除去をより効果的に行える。また、スリット２９ｄｕ１は上下方向に長く形成していることで、下方から上方に向けて吐出するエアが、スリット２９ｄｕ１を効率よく通過する。 Here, as shown in FIGS. 3 and 4, a slit 29du1 is formed in the upper wall portion 29du of the sputter collection box 25 in the forward direction of the air discharged from the air nozzle 3. Therefore, most of the air discharged from the air nozzle 3 and moved forward beyond the welding torch 1 flows out through the slit 29du1. When the air flows out, the amount of the air that moves back as it bounces off the upper wall 29du and returns to the air nozzle 3 side decreases. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the force (pressure) of the air discharged from the air nozzle 3, and it is possible to more effectively remove the sputter 49. Further, since the slit 29du1 is formed to be long in the up-down direction, air discharged upward from below passes through the slit 29du1 efficiently.

また、開閉レバー４１は、図７に示すように、シリコン製の熱収縮チューブ５１を嵌め込むことで、溶接トーチ１に押されたときに、溶接トーチ１に傷が付くなどの損傷を抑えて溶接トーチ１を保護することができる。 As shown in FIG. 7, the opening / closing lever 41 is fitted with a heat-shrinkable tube 51 made of silicon to suppress damage such as damage to the welding torch 1 when pressed by the welding torch 1. The welding torch 1 can be protected.

また、本実施形態では、溶接ロボット５の教示動作に伴う溶接トーチ１の移動によって開閉レバー４１を回転させ、これに伴いメカニカルバルブ３１が開放されてエアノズル３からエアを吐出できる。このため、メカニカルバルブ３１を開放させるための専用の電子制御機構などを別途設ける必要がなく、極めて簡素な構成で、かつ、簡便な方法でエアを吐出することができる。 Further, in the present embodiment, the opening and closing lever 41 is rotated by the movement of the welding torch 1 accompanying the teaching operation of the welding robot 5, whereby the mechanical valve 31 is opened and air can be discharged from the air nozzle 3. Therefore, there is no need to separately provide a dedicated electronic control mechanism or the like for opening the mechanical valve 31, and the air can be discharged with an extremely simple configuration and a simple method.

また、本実施形態では、溶接トーチ１の先端１ａの内側に向けてエアを吹き付けることで、主に内側に付着するスパッタ４９を効率よく除去している。その際、本実施形態では、溶接トーチ１の中心軸線Ｐのトーチ前方に延びる延長線Ｑに対するエアの吹き付け方向の角度θを、０度＜θ＜９０度としている。これにより、図５に示す溶接トーチ１の中心軸線Ｐに対して傾斜する方向から溶接トーチ１の内部にエアを吹き付けることができる。中心軸線Ｐに対して傾斜する方向から吐出したエアは、その前方に溶接トーチ１の内壁が存在するので、この内壁との間でスパッタ４９が押し潰されるようにして亀裂が発生する。 In the present embodiment, the air is blown toward the inside of the tip 1a of the welding torch 1 so that the spatter 49 mainly attached to the inside is efficiently removed. At this time, in the present embodiment, the angle θ of the air blowing direction with respect to the extension Q extending from the center axis P of the welding torch 1 to the front of the torch is set to 0 ° <θ <90 °. Thereby, air can be blown into the interior of the welding torch 1 from a direction inclined with respect to the central axis P of the welding torch 1 shown in FIG. Since the air discharged from the direction inclined with respect to the center axis P has an inner wall of the welding torch 1 in front of the air, the spatter 49 is crushed between the inner wall and the crack, so that a crack is generated.

その際、特に、本実施形態では、溶接トーチ１の中心軸線Ｐのトーチ前方に延びる延長線Ｑに対するエアの吹き付け方向の角度θを６０度としている。これにより、溶接トーチ１の内壁及び外壁の双方に対してより効率よくスパッタ４９に対してエア圧を付与でき、スパッタ４９全体の除去をより効果的に実施できる。 At this time, in the present embodiment, in particular, the angle θ in the air blowing direction with respect to the extension Q of the center axis P of the welding torch 1 extending forward of the torch is set to 60 degrees. Thereby, the air pressure can be more efficiently applied to the spatter 49 on both the inner wall and the outer wall of the welding torch 1, and the entire spatter 49 can be more effectively removed.

例えば、延長線Ｑに沿った方向（図５中で下方で角度θ＝０度）からエアを吹き付けた場合には、吹き付けたエアのほとんどが、溶接トーチ１の内壁あるいは外壁に沿って中心軸線Ｐ方向に進行し、スパッタ４９に対して亀裂を発生させにくくなる。また、溶接トーチ１の中心軸線Ｐに対して直角な方向（角度θ＝９０度）からエアを吹き付けた場合には、外壁に付着したスパッタ４９の除去はある程度可能であるが、溶接トーチ１の内部にはエアの圧力が作用しにくい。したがって、角度θ＝９０度の場合には、内壁に付着したスパッタ４９の除去は困難となる。 For example, when the air is blown from the direction along the extension line Q (the angle θ = 0 degrees below in FIG. 5), most of the blown air flows along the inner or outer wall of the welding torch 1 along the central axis. It progresses in the P direction, making it difficult for cracks to be generated with respect to the sputter 49. Further, when air is blown from a direction perpendicular to the central axis P of the welding torch 1 (angle θ = 90 degrees), spatters 49 attached to the outer wall can be removed to some extent. It is difficult for air pressure to act inside. Therefore, when the angle θ is 90 degrees, it is difficult to remove the sputter 49 attached to the inner wall.

図８（ａ）は、角度θを、図８（ｂ）で示すように０度、４５度、６０度、９０度、１２０度とした場合でのスパッタ４９の除去についての実験結果を示している。これによれば、溶接トーチ１の内部（内壁）及び外部（外壁）の双方について、θ＝６０度の場合が、最良の結果「◎」となっている。θ＝４５度の場合は、θ＝６０度に比較して、スパッタ４９が付着していない内壁の内部にまで無駄なエアが吹き付けられてしまうので、内部については良の結果「〇」となっており、それに伴い外部については不可の結果「△」となっている。 FIG. 8A shows an experimental result on the removal of the sputter 49 when the angle θ is 0 degree, 45 degrees, 60 degrees, 90 degrees, and 120 degrees as shown in FIG. 8B. I have. According to this, the best result “◎” is obtained when θ = 60 degrees for both the inner (inner wall) and the outer (outer wall) of the welding torch 1. In the case of θ = 45 degrees, useless air is blown to the inside of the inner wall to which the sputter 49 does not adhere as compared with θ = 60 degrees, so that a good result “〇” is obtained for the inside. As a result, the result for the outside is "△".

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。 The embodiments of the present invention have been described above. However, these embodiments are merely exemplifications described for facilitating the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. The technical scope of the present invention is not limited to the specific technical items disclosed in the above embodiments, but also includes various modifications, changes, and alternative technologies that can be easily derived therefrom.

１溶接トーチ
１ａ溶接トーチの先端
３エアノズル（エア通路、気体吐出ノズル）
３ａエア吐出口（気体吐出口）
５溶接ロボット（ロボット）
１７溶接ワイヤ
２７取付ブラケット（ノズル保持部）
３１メカニカルバルブ（開閉機構）
３５エア二次配管（エア通路）
３９エア一次配管（エア通路）
４１開閉レバー
４３シールドガス
４９スパッタ
Ｐ溶接トーチの中心軸線
Ｑ溶接トーチ前方に延びる延長線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding torch 1a Tip of welding torch 3 Air nozzle (air passage, gas discharge nozzle)
3a Air outlet (gas outlet)
5 Welding robot (robot)
17 Welding wire 27 Mounting bracket (nozzle holding part)
31 Mechanical valve (open / close mechanism)
35 Air secondary piping (air passage)
39 Primary air piping (air passage)
41 Opening / closing lever 43 Shielding gas 49 Spatter P Center axis of welding torch Q Extension line extending forward of welding torch

Claims

A method for cleaning a welding torch that performs arc welding by sending a welding wire movably housed inside from a tip while discharging a shielding gas flowing inside from the tip,
Inside the tip of the welding torch, a gas is sprayed from the outside by a gas discharge nozzle to the spatter attached to the inner side of the end face of the tip of the welding torch so as to generate cracks in the attached spatter,
An opening and closing mechanism is provided in an air passage through which a gas blown to the welding torch flows,
An opening / closing lever interlocking with the opening / closing mechanism, the welding torch attached to the robot arm is pressed and moved by the movement of the robot arm to open the opening / closing mechanism,
The gas discharge nozzle, which is disposed on the side of the welding torch and discharges gas toward the tip of the welding torch in a state where the opening and closing mechanism is opened, is a part of the spatter protruding from the welding torch end face. And, toward the boundary between the exposed surface facing the outside of the welding torch in the direction orthogonal to the center axis of the welding torch and the end surface of the welding torch, the side of the welding torch is A method for cleaning a welding torch, characterized by blowing a gas from the welding torch.

The method for cleaning a welding torch according to claim 1 , wherein an angle θ of the blowing direction of the gas with respect to an extension of a center axis of the welding torch extending forward of the welding torch is 0 ° <θ <90 °. .

The method for cleaning a welding torch according to claim 2 , wherein the angle θ of the gas blowing direction is 60 degrees.

A welding torch that performs arc welding by sending out a welding wire movably housed inside from the tip while discharging a shielding gas flowing inside from the tip,
Inside the tip of the welding torch, a gas discharge nozzle that generates a crack in the attached spatter by spraying gas from the outside onto the spatter attached to the back side of the end face of the tip of the welding torch,
An air passage through which gas blown to the welding torch flows,
An opening and closing mechanism provided in the air passage;
An opening / closing lever interlocked with the switchgear;
A robot, wherein the welding torch attached to an arm presses and moves the opening / closing lever by moving the arm, thereby opening the opening / closing mechanism;
A nozzle holding unit that holds the gas discharge nozzle so that gas is discharged to the tip of the welding torch in a state where the opening and closing mechanism is opened ,
The gas discharge nozzle disposed on the side of the welding torch is a portion of the spatter protruding from an end surface of the welding torch, and is directed outward of the welding torch in a direction orthogonal to a center axis of the welding torch. A cleaning device for a welding torch, characterized in that a gas is blown from a side of the welding torch toward a boundary portion between an exposed surface facing and a welding torch end surface.