JP7082807B2 - Welding torch movement mechanism and welding equipment equipped with this - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 平成30年4月25日~28日に開催された2018国際ウエルディングショーにて展示Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Exhibited at the 2018 International Welding Show held from April 25 to 28, 2018.

本発明は、筒状の被溶接物、具体的には、配管(パイプ)を溶接するための装置(以下、単に、「溶接装置」という。)に用いられる溶接トーチを移動させる溶接トーチ移動機構に関する。 The present invention is a welding torch moving mechanism for moving a welding torch used in a device for welding a tubular object to be welded, specifically, a pipe (pipe) (hereinafter, simply referred to as a "welding device"). Regarding.

従来、パイプの周りに設置され、パイプの周方向へ溶接トーチを旋回させてパイプを溶接する溶接装置が知られている。このような溶接装置において、溶接トーチは、パイプの周方向を旋回しながら、溶接装置又はパイプの軸方向及び径方向に移動するように構成されている。当該構成を具えた溶接装置として、出願人が提案している以下の溶接装置がある。 Conventionally, a welding device installed around a pipe and swirling a welding torch in the circumferential direction of the pipe to weld the pipe is known. In such a welding device, the welding torch is configured to move in the axial and radial directions of the welding device or the pipe while turning in the circumferential direction of the pipe. As a welding device having this configuration, there are the following welding devices proposed by the applicant.

特開2017-047458号公報JP-A-2017-047458 特開2013-184176号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-184176 特開2016-159356号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-159356

特許文献1の溶接装置は、環状のハウジングの内側に、溶接ヘッド旋回ギア及び第1乃至第3リングギアを具え、モータからのトルクでこれらのギアを回転させる。溶接ヘッド旋回ギアが回転すると、溶接トーチが取付けられている溶接ヘッドがハウジング上を周方向に移動し、パイプの周囲を旋回する。このとき、他のモータのトルクにより第1乃至第3リングギアのいずれかが回動すると、これに連動して、トーチ軸方向移動機構又はトーチ径方向移動機構が作動し、溶接トーチを軸方向又は径方向に移動させる。 The welding device of Patent Document 1 includes a welding head swivel gear and first to third ring gears inside an annular housing, and rotates these gears by torque from a motor. When the welding head turning gear rotates, the welding head to which the welding torch is attached moves around the housing in the circumferential direction and turns around the pipe. At this time, when any of the first to third ring gears is rotated by the torque of the other motor, the torch axial movement mechanism or the torch radial movement mechanism operates in conjunction with this, and the welding torch is moved in the axial direction. Or move it in the radial direction.

また、特許文献2,3には、溶接トーチを軸方向又は径方向に移動させるための移動機構(以下、単に、「移動機構」ということもある。)が開示されている。特許文献2では、モータからのトルクがトーチ用歯車(リングギアの1つ)及び複数のギアを通じてねじ軸へ伝達され、当該ねじ軸上を進退動する送りナットに連結された溶接トーチが進退動する。 Further, Patent Documents 2 and 3 disclose a moving mechanism for moving the welding torch in the axial direction or the radial direction (hereinafter, may be simply referred to as a “moving mechanism”). In Patent Document 2, torque from a motor is transmitted to a screw shaft through a torch gear (one of ring gears) and a plurality of gears, and a welding torch connected to a feed nut that moves forward and backward on the screw shaft moves forward and backward. do.

一方、特許文献3に開示されている溶接トーチは、モータから往復動ギア及びトーチ縦動用動力伝達ギア又はトーチ遠近用動力伝達ギアへ伝達されるトルクによって、被溶接物に対し溶接装置の軸方向又は径方向に移動するように構成されている。 On the other hand, the welding torch disclosed in Patent Document 3 has the axial direction of the welding device with respect to the object to be welded by the torque transmitted from the motor to the reciprocating gear and the torch longitudinal power transmission gear or the torch perspective power transmission gear. Or it is configured to move in the radial direction.

溶接トーチ及びその移動機構は、溶接装置のハウジングの周りを旋回するので、溶接装置の円滑な作動のために、軽量であることが望ましい。しかしながら、従来の移動機構は、溶接トーチを軸方向及び径方向に移動させるための構造が複雑で、部品点数が多く、その分、重量が嵩むという問題があった。 Since the welding torch and its moving mechanism rotate around the housing of the welding device, it is desirable that the welding torch is lightweight for smooth operation of the welding device. However, the conventional moving mechanism has a problem that the structure for moving the welding torch in the axial direction and the radial direction is complicated, the number of parts is large, and the weight is increased accordingly.

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、軽量でコンパクトな溶接トーチ移動機構を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lightweight and compact welding torch moving mechanism in view of the above-mentioned problems of the prior art.

本発明は、被溶接物を溶接する溶接装置に用いられ、駆動装置から伝達されるトルクによって、前記被溶接物の周囲を旋回する走行台車に連結される溶接トーチを旋回軸に対する軸方向又は径方向に移動させる溶接トーチ移動機構において、
前記溶接トーチが連結されている送りナット、及び該送りナットが螺合し、前記径方向に延びている送りねじと、
前記駆動装置からのトルクが伝達される第1シャフト、該第1シャフト上に前記軸方向移動可能に設けられている第1出力ギア、該第1出力ギアからトルクが伝達される第2シャフト、該第2シャフトに連結されている第2出力ギア、該第2出力ギアと直交するように噛合い、前記送りねじに連結されている送り入力ギアと、
前記第2シャフトの外周側に設けられている外周側ねじと、
前記駆動装置からのトルクが外歯を通じて伝達され、前記外周側ねじと噛合う内周側ねじを具えた軸方向移動用ギアを具えたことを特徴とする溶接トーチ移動機構によって前記課題を解決した。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a welding device for welding an object to be welded, and a welding torch connected to a traveling carriage that turns around the object to be welded by a torque transmitted from a drive device is axially or with respect to a turning axis. In the welding torch movement mechanism that moves in the direction,
The feed nut to which the welding torch is connected, and the feed screw to which the feed nut is screwed and extends in the radial direction,
A first shaft to which torque from the drive device is transmitted, a first output gear provided on the first shaft so as to be movable in the axial direction, and a second shaft to which torque is transmitted from the first output gear. A second output gear connected to the second shaft, a feed input gear meshed with the second output gear at right angles to the second output gear, and a feed input gear connected to the lead screw.
The outer peripheral side screw provided on the outer peripheral side of the second shaft and
The problem is solved by a welding torch moving mechanism characterized in that torque from the drive device is transmitted through external teeth and a gear for axial movement is provided with an inner peripheral screw that meshes with the outer peripheral screw. ..

本発明によれば、第2シャフトの外周側に外周側ねじが設けられ、当該外周側ねじと噛合う内周側ねじを具えた軸方向移動用ギアの外歯に、駆動装置からのトルクが伝達されるという構成であるため、溶接トーチを軸方向又は径方向に移動させるための溶接トーチ移動機構の部品点数を抑えることができ、軽量、且つ、コンパクトにすることができる。 According to the present invention, the torque from the drive device is applied to the outer teeth of the axially moving gear provided with the outer peripheral side screw on the outer peripheral side of the second shaft and having the inner peripheral side screw that meshes with the outer peripheral side screw. Since it is configured to be transmitted, the number of parts of the welding torch moving mechanism for moving the welding torch in the axial direction or the radial direction can be suppressed, and the weight and size can be made compact.

本発明の第一実施形態の溶接トーチ移動機構の軸方向断面図。A cross-sectional view in the axial direction of the welding torch moving mechanism of the first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態の溶接トーチ移動機構の径方向一部断面図。Partial sectional view in the radial direction of the welding torch moving mechanism of the first embodiment of the present invention. 本発明の溶接装置の正面図。Front view of the welding apparatus of the present invention. 本発明の溶接装置の側面図。The side view of the welding apparatus of this invention. 本発明の溶接装置の背面図。The rear view of the welding apparatus of this invention. 本発明の溶接装置の軸方向一方のハウジングを取り外した状態の正面図。Front view of the welding apparatus of the present invention in a state where one housing in the axial direction is removed. 本発明の溶接装置の軸方向一方のハウジング及び溶接ヘッド旋回ギアを取り外した状態の正面図。Front view of the welding apparatus of the present invention in a state where one housing in the axial direction and the welding head swivel gear are removed. 図6の8-8線断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG.

本発明の実施例を図1~8を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. However, the present invention is not limited to this embodiment.

図1,2には、本発明の溶接トーチ移動機構20が示されている。溶接トーチ移動機構20は、別々に伝達される2種類のトルクによって溶接トーチ22を2方向に移動させる機構である。まず、以下に、溶接トーチ移動機構20にトルクが伝達される仕組みを説明する。 FIGS. 1 and 2 show the welding torch moving mechanism 20 of the present invention. The welding torch moving mechanism 20 is a mechanism for moving the welding torch 22 in two directions by two types of torques transmitted separately. First, a mechanism in which torque is transmitted to the welding torch moving mechanism 20 will be described below.

図3~5は、それぞれ、本発明の第一実施形態の溶接装置10を示す、正面図、側面図、背面図である。これらの図に示されているように、溶接装置10は、環状のハウジング12を具える。ハウジング12は、周方向に複数設けられている固定部材16によって、被溶接物の例であるパイプP1の外周面上に固定されている。溶接装置10は、走行台車44(図6参照)を具え、走行台車44は、ハウジング12に沿って、旋回可能に構成されている。また、ハウジング12は、走行台車44の旋回軸の軸方向(以下、単に、「軸方向」という。)の対向面13,13(図8参照)を有するように構成され、図中の上下で2つに分割可能である(図では、連結具14によって連結されている状態を示す。)。なお、ハウジングをさらに分割した構成とすることもできる。 3 to 5 are a front view, a side view, and a rear view showing the welding apparatus 10 of the first embodiment of the present invention, respectively. As shown in these figures, the welding device 10 comprises an annular housing 12. The housing 12 is fixed on the outer peripheral surface of the pipe P1 which is an example of the object to be welded by a plurality of fixing members 16 provided in the circumferential direction. The welding device 10 includes a traveling carriage 44 (see FIG. 6), and the traveling carriage 44 is configured to be rotatable along the housing 12. Further, the housing 12 is configured to have facing surfaces 13 and 13 (see FIG. 8) in the axial direction (hereinafter, simply referred to as “axial direction”) of the turning shaft of the traveling carriage 44, and the housing 12 is configured to have facing surfaces 13 and 13 (see FIG. 8) at the top and bottom in the drawing. It can be divided into two (in the figure, the state of being connected by the connecting tool 14 is shown). The housing may be further divided.

図4に示すように、パイプP1とP2を溶接する場合、溶接装置10は、パイプP1とP2のいずれかに装着される(図では、P1に装着されている。)。ハウジング12の軸方向の一方の側(図中右側)には、複数の電動機M1~M4(図5も参照)が差動装置30を介してハウジング12に連結されている。一方、ハウジング12の外径側には、溶接ヘッド20が位置し、ハウジング12の軸方向の他方の側(図中左側)に溶接トーチ22が位置するように構成されている。溶接トーチ22は、パイプP1,P2などの被溶接物をアーク溶接するためのものである。なお、図2において、溶接装置10の周方向にはカバーCが取付けられている。 As shown in FIG. 4, when the pipes P1 and P2 are welded, the welding device 10 is mounted on either the pipes P1 or P2 (in the figure, it is mounted on P1). On one side (right side in the drawing) of the housing 12 in the axial direction, a plurality of motors M1 to M4 (see also FIG. 5) are connected to the housing 12 via a differential device 30. On the other hand, the welding head 20 is located on the outer diameter side of the housing 12, and the welding torch 22 is located on the other side (left side in the drawing) of the housing 12 in the axial direction. The welding torch 22 is for arc welding an object to be welded such as pipes P1 and P2. In FIG. 2, a cover C is attached in the circumferential direction of the welding device 10.

図5に示すように、ハウジング12の電動機M1~M4が装着される側の面には、溶接トーチ22に電力を供給する電源供給導体(図示省略)が挿し込まれる電源供給体18を具える。電力の供給方法、或いは、溶接に要するシールドガスの供給方法については、本発明の主題ではないため、説明を省略する。 As shown in FIG. 5, a power supply body 18 into which a power supply conductor (not shown) for supplying electric power to the welding torch 22 is inserted is provided on the surface of the housing 12 on the side where the motors M1 to M4 are mounted. .. The method of supplying electric power or the method of supplying shield gas required for welding is not the subject of the present invention, and thus description thereof will be omitted.

図6に示すように、ハウジング12の内側には、溶接ヘッド旋回ギア40が設けられている。なお、図6では、説明の便宜上、後述する第1乃至第3入力ギア52,62,72の図示は省略している。溶接ヘッド旋回ギア40の内周面の全周には、内歯48が形成されている。また、溶接ヘッド旋回ギア40の外周側には、走行台車44が連結されている。溶接ヘッド旋回ギア40は、後に説明するように、ハウジング12に対して回転可能に設けられており、内歯48と噛合う旋回入力ギア42からトルクが伝達される。よって、旋回入力ギア42を通じて溶接ヘッド旋回ギア40にトルクが伝達されると、溶接ヘッド旋回ギア40は回転し、走行台車44も溶接ヘッド旋回ギア40に連動して回転する。走行台車44には、溶接トーチ移動機構20が連結されているため、走行台車44の旋回に従って、溶接トーチ移動機構20及び溶接トーチ22も旋回する。 As shown in FIG. 6, a welding head turning gear 40 is provided inside the housing 12. In FIG. 6, for convenience of explanation, the illustrations of the first to third input gears 52, 62, and 72, which will be described later, are omitted. Internal teeth 48 are formed on the entire inner peripheral surface of the welding head turning gear 40. Further, a traveling carriage 44 is connected to the outer peripheral side of the welding head turning gear 40. As will be described later, the welding head swivel gear 40 is rotatably provided with respect to the housing 12, and torque is transmitted from the swivel input gear 42 that meshes with the internal teeth 48. Therefore, when torque is transmitted to the welding head turning gear 40 through the turning input gear 42, the welding head turning gear 40 rotates, and the traveling carriage 44 also rotates in conjunction with the welding head turning gear 40. Since the welding torch moving mechanism 20 is connected to the traveling carriage 44, the welding torch moving mechanism 20 and the welding torch 22 also rotate according to the turning of the traveling carriage 44.

図7に示すように、溶接装置10は、環状の第1乃至第3リングギア50,60,70を具える。なお、図7では、説明の便宜上、前述した旋回入力ギア42の図示は省略している。第1乃至第3リングギア50,60,70の内周面の全周には、それぞれ、内歯58,68,78が形成されている。第1乃至第3リングギア50,60,70も、後述するように、ハウジング12に対して回転可能であり、内歯58,68,78とそれぞれ噛合うリング第1乃至第3入力ギア52,62,72からトルクが伝達される。よって、第1乃至第3リング入力ギア52,62,72を通じて第1乃至第3リングギア50,60,70にトルクが伝達されると、第1乃至第3リングギア50,60,70は回転する。第1乃至第3リングギア50,60,70は、溶接ヘッド旋回ギア40に対して、それぞれ、所定の角度のみ回動可能に設けられている。なお、第1乃至第3リングギア50,60,70を、溶接ヘッド旋回ギア40に対して回転可能に設けることもできる。 As shown in FIG. 7, the welding device 10 includes annular first to third ring gears 50, 60, 70. In FIG. 7, for convenience of explanation, the above-mentioned turning input gear 42 is not shown. Internal teeth 58, 68, and 78 are formed on the entire inner circumference of the inner peripheral surfaces of the first to third ring gears 50, 60, and 70, respectively. The first to third ring gears 50, 60, and 70 are also rotatable with respect to the housing 12, and the rings first to third input gears 52, which mesh with the internal teeth 58, 68, and 78, respectively, as described later. Torque is transmitted from 62 and 72. Therefore, when torque is transmitted to the first to third ring gears 50, 60, 70 through the first to third ring input gears 52, 62, 72, the first to third ring gears 50, 60, 70 rotate. do. The first to third ring gears 50, 60, and 70 are each rotatably provided with respect to the welding head swivel gear 40 by a predetermined angle. The first to third ring gears 50, 60, and 70 may be rotatably provided with respect to the welding head turning gear 40.

図8に示すように、溶接ヘッド旋回ギア40の外周側に取付けられている走行台車44は、第1乃至第3リング出力ギア54,64,74を軸支している。これにより、第1乃至第3リング出力ギア54,64,74は、溶接ヘッド旋回ギア40と連動するように、溶接ヘッド旋回ギア40に連結される。第1乃至第3リング出力ギア54,64,74は、それぞれ、第1乃至第3リングギア50,60,70の外周面に形成される外歯59,69,79と噛合っている。このため、溶接ヘッド旋回ギア40に対して異なる回転数でリングギア50,60,70が回転又は回動したとき、第1乃至第3リング出力ギア54,64,74にそれぞれトルクが出力される。なお、外歯59,69,79は、第1乃至第3リングギア50,60,70の外周面の全周に形成されていてもよいが、溶接ヘッド旋回ギア40に対して第1乃至第3リングギア50,60,70が回動可能な角度の範囲内で、当該外周面の一部のみに形成した構成としてもよい。 As shown in FIG. 8, the traveling carriage 44 attached to the outer peripheral side of the welding head turning gear 40 pivotally supports the first to third ring output gears 54, 64, 74. As a result, the first to third ring output gears 54, 64, 74 are connected to the welding head turning gear 40 so as to interlock with the welding head turning gear 40. The first to third ring output gears 54, 64, 74 mesh with the external teeth 59, 69, 79 formed on the outer peripheral surfaces of the first to third ring gears 50, 60, 70, respectively. Therefore, when the ring gears 50, 60, and 70 rotate or rotate at different rotation speeds with respect to the welding head turning gear 40, torque is output to the first to third ring output gears 54, 64, and 74, respectively. .. The external teeth 59, 69, 79 may be formed on the entire circumference of the outer peripheral surfaces of the first to third ring gears 50, 60, 70, but the first to third outer teeth 59, 69, 79 may be formed with respect to the welding head turning gear 40. 3 The ring gears 50, 60, and 70 may be formed only on a part of the outer peripheral surface within the range of the rotatable angle.

第1乃至第3リング出力ギア54,64,74に伝達されたトルクは、図1に示す、径方向移動用ギア80、軸方向移動用ギア102、及びワイヤ送給機構24にそれぞれ伝達される。ワイヤ送給機構24は、例えば、ワンウェイクラッチ(図示省略)を含むギア機構を内部に具える等して、第1乃至第3リング出力ギア54,64,74のいずれかの正逆転いずれの回転又は回動方向のトルクによっても、ワイヤホルダ24a(図3参照)に巻き付けられた溶接用ワイヤ(図示省略)をワイヤガイド24b(図3参照)へ送給できるように構成されている。なお、溶接トーチ22を走行台車44の旋回軸の軸方向及び径方向(以下、単に、「径方向」という。)に移動させるためには、リング出力ギアが2枚あればよい。 The torque transmitted to the first to third ring output gears 54, 64, 74 is transmitted to the radial movement gear 80, the axial movement gear 102, and the wire feeding mechanism 24, respectively, as shown in FIG. .. The wire feeding mechanism 24 is provided with, for example, a gear mechanism including a one-way clutch (not shown) inside, and the rotation of any of the first to third ring output gears 54, 64, 74 is forward or reverse. Alternatively, the welding wire (not shown) wound around the wire holder 24a (see FIG. 3) can be fed to the wire guide 24b (see FIG. 3) by the torque in the rotation direction. In order to move the welding torch 22 in the axial direction and the radial direction (hereinafter, simply referred to as “diameter direction”) of the turning shaft of the traveling carriage 44, two ring output gears are sufficient.

第1乃至第3リング出力ギア54,64,74のいずれかから溶接トーチ移動機構20の径方向移動用ギア80に伝達されたトルクは、第1中間ギア82を介して第1シャフト84に伝達される。第1シャフト84上には、第1出力ギア86が第1シャフト上を軸方向に移動可能に設けられている。本実施形態では、第1出力ギア86は、第シャフト84にスプライン嵌合している。 The torque transmitted from any of the first to third ring output gears 54, 64, 74 to the radial movement gear 80 of the welding torch moving mechanism 20 is transmitted to the first shaft 84 via the first intermediate gear 82. Will be done. A first output gear 86 is provided on the first shaft 84 so as to be movable in the axial direction on the first shaft. In this embodiment, the first output gear 86 is spline-fitted to the shaft 84.

第1シャフト84に伝達されたトルクは、第1出力ギア86、第2中間ギア88、第3中間ギア90を介して第2シャフト92に伝達される。第2シャフト92に伝達されたトルクは、第2シャフト92に連結されている第2出力ギア94を通じて、図2に示す送り入力ギア96に伝達され、最終的に、送り入力ギア96が連結されている送りねじ98に伝達される。第2出力ギア94と送り入力ギア96は、互いに直交するように噛合っており、送りねじ98は、径方向に延びるように配設されている。 The torque transmitted to the first shaft 84 is transmitted to the second shaft 92 via the first output gear 86, the second intermediate gear 88, and the third intermediate gear 90. The torque transmitted to the second shaft 92 is transmitted to the feed input gear 96 shown in FIG. 2 through the second output gear 94 connected to the second shaft 92, and finally the feed input gear 96 is connected. It is transmitted to the feed screw 98. The second output gear 94 and the feed input gear 96 are meshed with each other so as to be orthogonal to each other, and the feed screw 98 is arranged so as to extend in the radial direction.

送りねじ98が回転すると、送りねじに螺合している送りナット100が送りねじ98上を進退動する。送りナット100には、溶接トーチ22が連結されているので、かくして、径方向移動用ギア80に伝達されたトルクによって、溶接トーチ22を径方向に進退動させることができる。 When the feed screw 98 rotates, the feed nut 100 screwed on the feed screw moves back and forth on the feed screw 98. Since the welding torch 22 is connected to the feed nut 100, the welding torch 22 can be moved forward and backward in the radial direction by the torque transmitted to the radial movement gear 80.

次に、溶接トーチ22を軸方向に進退動させるための仕組みを説明する。図1,2に示されているとおり、第2シャフト92の外周側には、外周側ねじ104が形成されている。一方、図1に示すように、溶接トーチ移動機構20は、軸方向移動用ギア102を具え、軸方向移動用ギア102の内部を第2シャフト92が貫通している。軸方向移動用ギア102は、内周側ねじ103と外歯を有し、その内周側ねじ103が第2シャフト92の外周側ねじ104と噛合っている。軸方向移動用ギア102には、第1乃至第3リング出力ギア54,64,74のいずれかから軸方向移動用ギア102の外歯を通じてトルクが伝達される。 Next, a mechanism for moving the welding torch 22 forward and backward in the axial direction will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, an outer peripheral side screw 104 is formed on the outer peripheral side of the second shaft 92. On the other hand, as shown in FIG. 1, the welding torch moving mechanism 20 includes an axially moving gear 102, and the second shaft 92 penetrates the inside of the axially moving gear 102. The axially moving gear 102 has an inner peripheral side screw 103 and external teeth, and the inner peripheral side screw 103 meshes with the outer peripheral side screw 104 of the second shaft 92. Torque is transmitted to the axial movement gear 102 from any of the first to third ring output gears 54, 64, 74 through the external teeth of the axial movement gear 102.

軸方向移動用ギア102が回転すると、その回転方向に応じて、第2シャフト92が軸方向に進退動する。なお、第2シャフトの進退動に従って、第1出力ギア86、第2中間ギア88、及び第3中間ギア90も進退動することは言うまでもない。かくして、軸方向移動用ギア102に伝達されたトルクによって、溶接トーチ22を軸方向に進退動させることができる。 When the axial movement gear 102 rotates, the second shaft 92 moves forward and backward in the axial direction according to the rotation direction. Needless to say, the first output gear 86, the second intermediate gear 88, and the third intermediate gear 90 also advance and retreat according to the advance and retreat of the second shaft. Thus, the welding torch 22 can be moved forward and backward in the axial direction by the torque transmitted to the axial movement gear 102.

以上のとおり、第2シャフト92の外周側に外周側ねじ104が設けられ、外周側ねじ104と噛合う内周側ねじ103を具えた軸方向移動用ギア102の外歯にトルクを伝達することで、溶接トーチ22を軸方向に進退動させる構成としたため、溶接トーチ移動機構20の部品点数を従来に比べて抑えることができ、軽量、且つ、コンパクトにすることができる。 As described above, the outer peripheral side screw 104 is provided on the outer peripheral side of the second shaft 92, and torque is transmitted to the outer teeth of the axially moving gear 102 provided with the inner peripheral side screw 103 that meshes with the outer peripheral side screw 104. Since the welding torch 22 is configured to move forward and backward in the axial direction, the number of parts of the welding torch moving mechanism 20 can be reduced as compared with the conventional case, and the weight and size can be made compact.

電動機M1~M4とハウジング12の間には、旋回入力ギア42及びリング入力ギア52,62,73にトルクを伝達する差動装置30(図4参照)が設けられている。差動装置20は、電動機M1~M4のいずれかを駆動し、他の電動機を停止しているときに溶接ヘッド旋回ギア40及び第1乃至第3リングギア50,60,70を同方向同回転数で回転させ、他の電動機を駆動したとき、溶接ヘッド旋回ギア40と異なる回転数で第1乃至第3リングギア50,60,70を回転させるように構成されている。このような差動装置30を設けずに、電動機M1~M4を旋回入力ギア42、及び第1乃至第3リング入力ギア52,62,72のそれぞれに直接連結することも可能であるが、差動装置30を設けた方が、一つの電動機で溶接ヘッド旋回ギアとリングギアを回転させることができ、電動機の制御装置の簡素化ができるので好適である。 Between the motors M1 to M4 and the housing 12, a differential device 30 (see FIG. 4) for transmitting torque to the turning input gear 42 and the ring input gears 52, 62, 73 is provided. The differential device 20 drives any of the electric motors M1 to M4, and rotates the welding head turning gear 40 and the first to third ring gears 50, 60, 70 in the same direction and the same rotation when the other electric motors are stopped. It is configured to rotate the first to third ring gears 50, 60, 70 at a rotation speed different from that of the welding head turning gear 40 when the motor is rotated by a number and another electric motor is driven. It is also possible to directly connect the motors M1 to M4 to the swivel input gear 42 and the first to third ring input gears 52, 62, 72 without providing such a differential device 30, but the difference is It is preferable to provide the moving device 30 because the welding head turning gear and the ring gear can be rotated by one electric motor, and the control device of the electric motor can be simplified.

なお、本発明の溶接装置は、上記に説明した溶接装置10と対称の構成であってもよい。すなわち、第一に、溶接ヘッド旋回ギアとリングギアがそれぞれの外周面の全周に外歯を具え、リングギアの内周面の少なくとも一部に内歯を具える。第二に、旋回入力ギアとリング入力ギアが溶接ヘッド旋回ギアとリングギアの外歯に噛合うように設けられ、リング出力ギアがリングギアの内歯に噛合うように設けられる。第三に、走行台車が溶接ヘッド旋回ギアの内径側に設けられている、という構成であってもよい。 The welding device of the present invention may have a configuration symmetrical to that of the welding device 10 described above. That is, first, the welding head turning gear and the ring gear have external teeth on the entire outer peripheral surface of each, and internal teeth are provided on at least a part of the inner peripheral surface of the ring gear. Second, the swivel input gear and the ring input gear are provided so as to mesh with the welding head swivel gear and the outer teeth of the ring gear, and the ring output gear is provided so as to mesh with the inner teeth of the ring gear. Thirdly, the traveling carriage may be provided on the inner diameter side of the welding head turning gear.

また、本発明の溶接装置は、被溶接物のパイプの外周面上に固定されるものに限らず、固定部材を介してパイプの内側に固定されるものであってもよい。また、本発明は、溶接トーチの替わりにバイトを取付けることにより、加工装置としても使用することができる。 Further, the welding apparatus of the present invention is not limited to the one fixed on the outer peripheral surface of the pipe of the object to be welded, and may be fixed to the inside of the pipe via a fixing member. Further, the present invention can also be used as a processing device by attaching a cutting tool instead of the welding torch.

以上に説明したように、本発明によれば、軽量でコンパクトな溶接トーチ移動機構及びこれを具えた溶接装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a lightweight and compact welding torch moving mechanism and a welding device including the mechanism.

10 溶接装置
12 ハウジング
20 溶接トーチ移動機構
22 溶接トーチ
30 差動装置
40 溶接ヘッド旋回ギア
42 旋回入力ギア
50,60,70 リングギア
52,62,72 リング入力ギア
54,64,74 リング出力ギア
84 第1シャフト
86 第1出力ギア
92 第2シャフト
94 第2出力ギア
96 送り入力ギア
98 送りねじ
100 送りナット
102 軸方向移動用ギア
103 内周側ねじ
104 外周側ねじ
M1~M4 駆動装置(電動機)
10 Welding device 12 Housing 20 Welding torch movement mechanism 22 Welding torch 30 Differential device 40 Welding head swivel gear 42 Swing input gear 50, 60, 70 Ring gear 52, 62, 72 Ring input gear 54, 64, 74 Ring output gear 84 1st shaft 86 1st output gear 92 2nd shaft 94 2nd output gear 96 feed input gear 98 feed screw 100 feed nut 102 axial movement gear 103 inner peripheral side screw 104 outer peripheral side screw M1 to M4 drive device (electric motor)

Claims (4)

被溶接物を溶接する溶接装置に用いられ、駆動装置から伝達されるトルクによって、前記被溶接物の周囲を旋回する走行台車に連結される溶接トーチを旋回軸に対する軸方向又は径方向に移動させる溶接トーチ移動機構において、
前記溶接トーチが連結されている送りナット、及び該送りナットが螺合し、前記径方向に延びている送りねじと、
前記駆動装置からのトルクが伝達される第1シャフト、該第1シャフト上に前記軸方向移動可能に設けられている第1出力ギア、該第1出力ギアからトルクが伝達される第2シャフト、該第2シャフトに連結されている第2出力ギア、該第2出力ギアと直交するように噛合い、前記送りねじに連結されている送り入力ギアと、
前記第2シャフトの外周側に設けられている外周側ねじと、
前記駆動装置からのトルクが外歯を通じて伝達され、前記外周側ねじと噛合う内周側ねじを具えた軸方向移動用ギアを具えたことを特徴とする、
溶接トーチ移動機構。
Used in a welding device that welds an object to be welded, the torque transmitted from the drive device moves the welding torch connected to the traveling carriage that turns around the object to be welded in the axial or radial direction with respect to the turning axis. In the welding torch movement mechanism
The feed nut to which the welding torch is connected, and the feed screw to which the feed nut is screwed and extends in the radial direction,
A first shaft to which torque from the drive device is transmitted, a first output gear provided on the first shaft so as to be movable in the axial direction, and a second shaft to which torque is transmitted from the first output gear. A second output gear connected to the second shaft, a feed input gear meshed with the second output gear at right angles to the second output gear, and a feed input gear connected to the lead screw.
The outer peripheral side screw provided on the outer peripheral side of the second shaft and
The torque from the drive device is transmitted through the outer teeth, and the gear for axial movement is provided with the inner peripheral side screw that meshes with the outer peripheral side screw.
Welding torch movement mechanism.
前記溶接装置が、
環状のハウジングと、
前記ハウジングに対し回転可能に支持され、内周面の全周に内歯を具える環状の溶接ヘッド旋回ギアと、
内周面の全周に内歯を、外周面の少なくとも一部に外歯を具え、前記溶接ヘッド旋回ギアに対し所定の角度以上回動可能に設けられる、少なくとも2枚の環状のリングギアと、
前記溶接ヘッド旋回ギアの内歯に噛合う旋回入力ギア及び前記リングギアの内歯にそれぞれ噛合うリング入力ギアと、
前記リングギアの外歯に噛合うリング出力ギアと、
前記軸方向の一方の側に位置するように前記ハウジングと連結され、前記旋回入力ギアとリング入力ギアにトルクを伝達する複数の電動機を具え、
前記溶接トーチが前記軸方向の他方の側に位置し、
前記走行台車が前記溶接ヘッド旋回ギアに連結され、
前記リング出力ギアからのトルクが前記第1シャフト及び軸方向移動用ギアにそれぞれ伝達されるように構成されている、請求項1の溶接トーチ移動機構を具えた溶接装置。
The welding device
With an annular housing,
An annular weld head swivel gear that is rotatably supported by the housing and has internal teeth all around the inner peripheral surface.
With at least two annular ring gears provided with internal teeth on the entire circumference of the inner peripheral surface and external teeth on at least a part of the outer peripheral surface so as to be rotatable at a predetermined angle or more with respect to the welding head turning gear. ,
A swivel input gear that meshes with the internal teeth of the welding head swivel gear and a ring input gear that meshes with the internal teeth of the ring gear, respectively.
A ring output gear that meshes with the outer teeth of the ring gear,
It is equipped with a plurality of motors connected to the housing so as to be located on one side in the axial direction and to transmit torque to the turning input gear and the ring input gear.
The welding torch is located on the other side of the axial direction and
The traveling carriage is connected to the welding head turning gear, and the traveling carriage is connected to the welding head turning gear.
A welding device including the welding torch moving mechanism according to claim 1, wherein the torque from the ring output gear is transmitted to the first shaft and the axially moving gear, respectively.
前記溶接装置が、
環状のハウジングと、
前記ハウジングに対し回転可能に支持され、外周面の全周に外歯を具える環状の溶接ヘッド旋回ギアと、
外周面の全周に外歯を、内周面の少なくとも一部に内歯を具え、前記溶接ヘッド旋回ギアに対し所定の角度以上回動可能に設けられる、少なくとも2枚の環状のリングギアと、
前記溶接ヘッド旋回ギアの外歯に噛合う旋回入力ギア及び前記リングギアの外歯にそれぞれ噛合うリング入力ギアと、
前記リングギアの内歯に噛合うリング出力ギアと、
前記軸方向の一方の側に位置するように前記ハウジングと連結され、前記旋回入力ギアとリング入力ギアにトルクを伝達する複数の電動機を具え、
前記溶接トーチが前記軸方向の他方の側に位置し、
前記走行台車が前記溶接ヘッド旋回ギアに連結され、
前記リング出力ギアからのトルクが前記第1シャフト及び軸方向移動用ギアにそれぞれ伝達されるように構成されている、請求項1の溶接トーチ移動機構を具えた溶接装置。
The welding device
With an annular housing,
An annular weld head swivel gear that is rotatably supported by the housing and has external teeth all around the outer peripheral surface.
With at least two annular ring gears provided with external teeth on the entire circumference of the outer peripheral surface and internal teeth on at least a part of the inner peripheral surface so as to be rotatable at a predetermined angle or more with respect to the welding head turning gear. ,
A swivel input gear that meshes with the outer teeth of the welding head swivel gear and a ring input gear that meshes with the outer teeth of the ring gear, respectively.
A ring output gear that meshes with the internal teeth of the ring gear,
It is equipped with a plurality of motors connected to the housing so as to be located on one side in the axial direction and to transmit torque to the turning input gear and the ring input gear.
The welding torch is located on the other side of the axial direction and
The traveling carriage is connected to the welding head turning gear, and the traveling carriage is connected to the welding head turning gear.
A welding device including the welding torch moving mechanism according to claim 1, wherein the torque from the ring output gear is transmitted to the first shaft and the axially moving gear, respectively.
前記電動機とハウジングの間に設けられ、前記旋回入力ギア及びリング入力ギアにトルクを伝達する差動装置を具え、
一の前記電動機を駆動し、他の前記電動機を停止しているときに前記溶接ヘッド旋回ギア及びリングギアを同方向同回転数で回転させ、
他の前記電動機を駆動したとき、前記溶接ヘッド旋回ギアと異なる回転数で、前記リングギアを回転させるように構成されている、請求項2又は3の溶接装置。
A differential device provided between the motor and the housing and transmitting torque to the turning input gear and the ring input gear is provided.
When one of the electric motors is driven and the other electric motors are stopped, the welding head turning gear and the ring gear are rotated in the same direction and at the same rotation speed.
The welding apparatus according to claim 2 or 3, which is configured to rotate the ring gear at a rotation speed different from that of the welding head turning gear when the other electric motor is driven.
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