JP7203683B2 - スラグ除去装置、スラグ除去方法、溶接ロボット及び防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接作業にて生成されるスラグを除去するスラグ除去装置、スラグ除去方法、該スラグ除去装置を備える溶接ロボット及び防振装置に関する。より詳細には、長期間に亘って安定して作動可能であり、かつ、発生する振動が抑制されて小型ロボットにも搭載可能なスラグ除去装置、スラグ除去方法、溶接ロボット及び防振装置に関する。

従来、溶接後ビード表面に生成するスラグの除去作業は、溶接ロボットを用いることによる自動化が進められている。一般的には、溶接ロボットのエンドエフェクタを溶接トーチからスラグ除去装置に切り替えてスラグの除去を行う。しかしながら、スラグ除去装置は、振動する衝撃体を溶接後のビード表面に押し当て、その衝撃でスラグを粉砕し、除去する方法であるため、その振動は極めて大きく、溶接ロボットに大きな負荷を与え、故障の原因につながるという課題があった。特に、溶接ロボットへの負荷は、適用する溶接ロボットが小型になるほど大きくなるため、スラグ除去装置を溶接ロボットに取り付けて作業する場合には、頑丈な構造体を有する大型溶接ロボットに搭載する必要があった。

上記課題に対し、特許文献１では、エア駆動式多芯タガネの振動負荷を軽減してロボットハンドに適用できるようにしたスラグ除去装置、特に小型の溶接ロボットのハンドに適用できる程度に振動負荷を抑制したスラグ除去装置が開示されている。

特開２０００－６７３号公報

しかしながら、特許文献１の小型ロボットは６軸の産業用ロボットであり、現場での溶接作業に用いられる可搬型溶接ロボットなどの、さらに小型化したロボットには適用し難い問題があった。すなわち、可搬型溶接ロボットは、その本体重量が１０ｋｇにも満たないものが多く、従来のスラグ除去装置ではその振動負荷に耐えることができないため、可搬型溶接ロボットに適用した場合であっても、溶接ロボットの寿命を向上できるスラグ除去装置が望まれていた。さらに、スラグ除去装置の衝撃吸収部に対しても、振動やスラグ除去本体の重量等で衝撃吸収部に負荷がかかり、衝撃吸収部の寿命が低減するという問題があった。可搬型溶接ロボットは、特に振動の負荷がかかるとともに、その用途から様々な溶接姿勢を取ることからスラグ除去本体の重量によって、衝撃吸収部にかかる負荷が大きくなるため、衝撃吸収部の寿命を向上できるスラグ除去装置が望まれていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可搬型溶接ロボットにも適用できる振動抑制機能を有し、溶接ロボットの寿命向上および衝撃吸収部の寿命向上を図ったスラグ除去装置、スラグ除去方法、該スラグ除去装置を備える溶接ロボット及び防振装置を提供することにある。

したがって、本発明の上記目的は、スラグ除去装置に係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 溶接部のスラグを除去するスラグ除去装置であって、
前記スラグ除去装置は、スラグ除去部及び衝撃吸収部を含み、
前記スラグ除去部は、衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において前記支持部に対して前方に配置された第１弾性機構と、前記支持部に対して後方に配置された第２弾性機構と、を有する、
スラグ除去装置。

また、スラグ除去装置に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（２）～（１０）に関する。
（２） 前記衝撃吸収部は、前記第１弾性機構及び前記第２弾性機構の少なくとも一方の周囲を覆うカバー部材を備える、（１）に記載のスラグ除去装置。
（３） 前記第１弾性機構又は前記第２弾性機構は、バネ、防振材、及び磁石のうち少なくとも一つによって構成される、（１）又は（２）に記載のスラグ除去装置。
（４） 前記第１弾性機構及び前記第２弾性機構は、同極同士が対向配置された一対の磁石によって構成される、（３）に記載のスラグ除去装置。
（５） 前記バネは、外径：φ１６～φ２０ｍｍ、線径：φ１．０～φ２．４ｍｍ、自由長：５０～１００ｍｍであり、バネ定数：０．８～３．６Ｎ／ｍｍの特性を有する、（３）に記載のスラグ除去装置。
（６） 前記バネは、初期たわみが２～１０ｍｍとなるように設定されている、（５）に記載のスラグ除去装置。
（７） 前記防振材は、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムのうち少なくとも一つから構成され、該防振材は、静的バネ定数が５～３０Ｎ／ｍｍの特性を有する、（３）に記載のスラグ除去装置。
（８） 前記磁石は、磁束密度：３００～６００ｍＴ、面積：５０～２００ｍｍ^２であり、一対の前記磁石は、同極同士が、空間距離を１～１０ｍｍとして対向配置されている、（３）又は（４）に記載のスラグ除去装置。
（９） 前記衝撃体は、直径：φ１．５～φ２．５ｍｍのニードルが７～１３本束ねられて構成されるニードル集合体である、（１）に記載のスラグ除去装置。
（１０） 可搬型溶接ロボットに装着して用いられるための、（１）～（９）のいずれか１つに記載のスラグ除去装置。

また、本発明の上記目的は、溶接ロボットに係る下記（１１）の構成により達成される。
（１１） （１）～（１０）のいずれか１つに記載のスラグ除去装置を備える、溶接ロボット。

また、本発明の上記目的は、スラグ除去方法に係る下記（１２）の構成により達成される。
（１２） （１）～（１０）のいずれか１つに記載のスラグ除去装置を用い、振動する前記衝撃体を前記溶接部に打ち付けて前記溶接部のスラグを除去する、スラグ除去方法。

また、本発明の上記目的は、防振装置に係る下記（１３）の構成により達成される。
（１３） 衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有する、溶接部のスラグを除去するためのスラグ除去装置に用いられる防振装置であって、
前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において、前記支持部より前方に配置された第１弾性機構と、前記支持部より後方に配置された第２弾性機構とを有する、
防振装置。

本発明のスラグ除去装置によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第１弾性機構及び第２弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収すること、および衝撃吸収部にかかるスラグ除去本体の重量による負荷を抑制することができるため、可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボットに適用した場合にあっても過大な負荷をかけることなく、スラグ除去を行うことが可能となる。よって、溶接ロボットの寿命およびスラグ除去装置における衝撃吸収部の寿命を向上させることができる。

本発明の溶接ロボットによれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を備えることで、溶接ロボットに係る負荷が大幅に低減し、溶接ロボットの小型化が可能となる。

本発明のスラグ除去方法によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を用い、振動する衝撃体を溶接部に打ち付けて溶接部のスラグを除去するので、溶接ロボットに対して過大な負荷をかけることなく、スラグ除去することができる。

本発明の防振装置によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第１弾性機構及び第２弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収することおよびスラグ除去本体重量が衝撃吸収部にかける負荷を抑制することができるため、防振装置の振動抑制機能および寿命を向上させることができる。

図１Ａは、本発明の第１実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。 図１Ｂは、図１Ａに示すスラグ除去装置の上面図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。 図４は、本発明の第４実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。 図５は、スラグ除去装置が小型溶接ロボットに搭載されてスラグを除去する状態を示す斜視図である。

以下、本発明に係るスラグ除去装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係るスラグ除去装置の側面図であり、図１Ｂは、その上面図である。なお、以下の説明においては、ニードル２２が突出する方向を前方、ニードル２２が引き込まれる方向を後方、前方及び後方に直交し、図１Ａにおける紙面に垂直な方向を左右方向、前後方向及び左右方向に直交する方向を上下方向として説明する。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、スラグ除去装置１０は、スラグ除去部２０と、衝撃吸収部３０を備える。

スラグ除去部２０は、衝撃体であるニードル集合体２１と、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体２３と、を有する。
ニードル集合体２１は、直径：φ１．５～φ２．５ｍｍの複数（例えば、７～１３本）のニードル２２が、前後方向に束ねられている。
スラグ除去本体２３は、不図示のシリンダを内蔵し、ニードル２２を突出させた状態で保持し、ノズル２４から供給されるエアにより、ニードル２２を高速で進退移動させる。そして、スラグ除去部２０は、シリンダでニードル２２を駆動して、溶接金属の表面を覆うスラグに繰り返し衝突させてスラグを破砕し、該スラグを溶接部１０５（図５を参照）から剥離して除去する。

衝撃吸収部３０は、スラグ除去本体２３を把持する支持部３１と、支持部３１を衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置４０と、衝撃体の移動方向において支持部３１に対して前方に配置され、支持部３１に弾性力を作用させる第１弾性機構５１と、衝撃体の移動方向において支持部３１に対して後方に配置され、支持部３１に弾性力を作用させる第２弾性機構５２と、ベースプレート６０と、を有する。

支持部３１の上部は、本体３２と蓋部３３とで２つに分割されている。本体３２及び蓋部３３は、それぞれ不図示の略半円形の凹部を備え、本体３２と蓋部３３を合わせて組み付けることで、略半円形の凹部によりスラグ除去本体２３を把持するための把持孔（図示せず）が形成される。したがって、本体３２の半円形凹部にスラグ除去本体２３を乗せ、蓋部３３を被せてボルト３４で固定することで、スラグ除去本体２３が支持部３１に把持される。

また、支持部３１には、その両側面から円筒状の第１カバー３５ａ、３５ｂが、それぞれ前後方向に延びて形成されている。円筒状の第１カバー３５ａ、３５ｂ内には、カラー３６ａ，３６ｂが、第１カバー３５ａ、３５ｂと同心に不図示のボルトによって固定されている。

支持部３１の下面には、スライダ３７がボルトにより固定されている。また、ベースプレート６０の上面６０ａには、ガイドレール３８が、その長手方向を前後方向に向けて固定されている。ガイドレール３８には、スライダ３７が跨って配置され、ガイドレール３８に沿って摺動自在となる。すなわち、スライダ３７とガイドレール３８は、直動案内装置４０を構成する。

また、ベースプレート６０の下面６０ｂには、後述する溶接ロボット１００にスラグ除去装置１０を取り付けるための取付ステー６１が固定されている。さらに、ベースプレート６０の上面６０ａには、カラー３６ａ，３６ｂに対向して弾性機構支持ブロック６２ａ，６２ｂが前後方向に離間して固定されている。

弾性機構支持ブロック６２ａの支持部３１側の側面（図１Ａ中、右側面）には、防振材の一例である防振ゴム５５ａが固定され、該防振ゴム５５ａの先端には、さらにカラー５６ａが固定されている。弾性機構支持ブロック６２ｂの支持部３１側の側面（図１Ａ中、左側面）には、防振材の一例である防振ゴム５５ｂが固定され、該防振ゴム５５ｂの先端には、さらにカラー５６ｂが固定されている。なお、防振材としては、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムなどが使用可能であり、その静的バネ定数は５～３０Ｎ／ｍｍとするのが、振動を効率的に吸収するために好ましい。

弾性機構支持ブロック６２ａ，６２ｂは、それぞれ支持部３１に向かって延びる、円筒状の第２カバー５９ａ、５９ｂを備える。第２カバー５９ａ、５９ｂの内径は、第１カバー３５ａ、３５ｂの外径よりわずかに大きい。これにより、第１カバー３５ａ、３５ｂの先端は、第２カバー５９ａ、５９ｂの先端に伸縮自在に内嵌する。

カラー３６ａとカラー５６ａ及びカラー３６ｂとカラー５６ｂには、それぞれ第１及び第２コイルバネ５３，５４が外嵌し、所定の長さに圧縮された状態で取り付けられている。

したがって、第１弾性機構５１は、防振ゴム５５ａと第１コイルバネ５３により構成され、第２弾性機構５２は、防振ゴム５５ｂと第２コイルバネ５４により構成される。なお、第１及び第２コイルバネ５３，５４は、性能安定および寿命向上のため、引っ張りではなく圧縮で使用されるのが好ましい。

なお、防振ゴムとコイルバネを組み合わせて弾性体を構成したのは、スラグ除去本体２３が発する加振周波数と、コイルバネ単体の固有振動数が近い場合に、サージングと呼ばれるコイルバネの共振が発生して、防振効果とコイルバネの機械的寿命が著しく低下する悪影響を、防振ゴムの内部減衰により低減するためである。

また、カラー３６ａ，３６ｂ、防振ゴム５５ａ，５５ｂ、及びカラー５６ａ，５６ｂは、同一軸上に配設されている。したがって、第１及び第２コイルバネ５３，５４の軸心も同一軸上に位置する。

第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４は、その軸心方向がニードル２２の移動方向と一致しており、スラグ除去本体２３を、支持部３１を介して前後方向であるニードル移動方向に、移動可能な状態で支持している。第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４は、スラグ除去本体２３が水平姿勢で保持されているとき、両コイルバネ５３，５４の力が均衡する位置で、スラグ除去本体２３を支持する。したがって、第１及び第２コイルバネ５３，５４が同一仕様のバネである場合、支持部３１はガイドレール３８の長手方向の略中央に位置する。

また、スラグ除去装置１０の姿勢が、例えば、上方に傾斜しているときには、スラグ除去本体２３及び支持部３１の重量が、第２コイルバネ５４のバネ力により支持される。また、スラグ除去装置１０が、下方に傾斜しているときには、スラグ除去本体２３及び支持部３１の重量が第１コイルバネ５３のバネ力により支持される。すなわち、それぞれ中央位置から僅かにズレた位置において安定して支持される。

このように、スラグ除去本体２３は、前後方向両側から第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４により支持されているので、スラグ除去装置１０の姿勢は、自由な姿勢に設定することができ、溶接部１０５の位置に関係なく、ほとんどの場所において作業が可能となり、かつ衝撃吸収部にかかるスラグ除去本体の重量による負荷を抑制することができる。なお、作業姿勢が上向き、あるいは下向きのいずれか一方に決まっている場合には、第１コイルバネ５３又は第２コイルバネ５４の一方のバネ力を、他方のバネ力より大きく設定して、スラグ除去本体２３及び支持部３１の自重を積極的に支持するように設定することもできる。

第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４の好ましい仕様としては、線径：φ１．０～φ２．４ｍｍのピアノ線が、外径：φ１６～φ２０ｍｍ、自由長：５０～１００ｍｍに巻回されたバネであり、バネ定数：０．８～３．６Ｎ／ｍｍの範囲に設定することが好ましい。また、この仕様の第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４の取り付け時には、初期たわみが２～１０ｍｍとなるように設定した圧縮バネとするのがよい。

第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４のバネ定数を上記の範囲とする理由は、一般的には、第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４を柔らかくする方が振動を減衰させる効果が高いと考えられるものの、溶接部１０５の位置によってスラグ除去本体２３の姿勢が変化するため、あまり柔らかすぎると、スラグ除去本体２３の姿勢変化によって第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４に負荷される重量が変化して、ニードル２２の先端位置が大きく変化してしまうためである。

また、スラグを良好に除去しようとする場合、スラグ除去本体２３を所定以上の保持力で保持しなければ、スラグの除去に十分な衝撃力を溶接部１０５及びスラグに付与することができないためである。

また、第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４の周囲は、第１カバー３５ａ、３５ｂと、該第１カバー３５ａ、３５ｂに外嵌する第２カバー５９ａ、５９ｂによって覆われている。これにより、例えば、外部からの異物混入によって第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４のバネ特性に及ぼす影響が排除することができ、衝撃吸収部の寿命が向上し得る。

なお、カバーとしては、耐熱性を持つ布、ゴム製の蛇腹式のものであってもよい。また、第１及び第２カバー３５ａ、３５ｂ、５９ａ、５９ｂの材質は、特に問わないが、例えば、アルミニウム、ステンレスパイプ等の金属を用いると、溶接時に発生するアーク光から防振ゴム５５ａ、５５ｂの劣化を防止できるため、好ましい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るスラグ除去装置について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。なお、第１実施形態のスラグ除去装置１０と同一部分には、同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。なお、以下の各実施形態のスラグ除去装置についても、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、説明を簡略化又は省略する。

本実施形態に係るスラグ除去装置１０Ａは、第１実施形態の第１弾性機構５１及び第２弾性機構５２が、第１及び第２コイルバネ５３，５４と防振ゴム５５ａ，５５ｂの組み合わせで構成されるのに対して、第１及び第２コイルバネ５３，５４のみで構成されている点で、第１実施形態に係るスラグ除去装置１０と異なる。

本実施形態に係るスラグ除去装置１０Ａによれば、スラグ除去本体２３が発する加振周波数とバネ定数の関係から、コイルバネがサージングするおそれのない場合に、衝撃吸収機構をより簡便化できるメリットがある。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るスラグ除去装置について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。

本実施形態に係るスラグ除去装置１０Ｂは、第１弾性機構５１及び第２弾性機構５２が、防振ゴム５５ａ，５５ｂのみで構成されている点で、第１実施形態に係るスラグ除去装置１０と異なる。この場合、防振ゴム５５ａに固定されたカラー５６ａと支持部３１に固定されたカラー３６ａが直接当接し、防振ゴム５５ｂに固定されたカラー５６ｂと支持部３１に固定されたカラー３６ｂもまた直接当接している。

本実施形態に係るスラグ除去装置１０Ｂによれば、第１及び第２コイルバネ５３，５４を備えないため、その長さ分だけ、弾性機構支持ブロック６２ａ，６２ｂを支持部３１に近接した位置に配置できる。よって、衝撃吸収部３０、ひいてはスラグ除去装置１０Ｂの小型化が可能となる。また、本実施形態のスラグ除去装置１０Ｂも、防振ゴム５５ａ，５５ｂは、互いに伸縮自在に嵌合する第１カバー３５ａ、３５ｂと第２カバー５９ａ、５９ｂで覆われているので、アーク光などによる防振ゴム５５ａ，５５ｂの劣化が抑制される。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るスラグ除去装置について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第４実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。

本実施形態に係るスラグ除去装置１０Ｃは、支持部３１に固定されたカラー３６ａ，３６ｂと、弾性機構支持ブロック６２ａ，６２ｂに固定されたカラー５６ａ，５６ｂのそれぞれの先端に、一対の磁石、好ましくは永久磁石７０が、同極同士を対向させて配置されている。

好ましい永久磁石７０の特性は、磁束密度：３００～６００ｍＴ、対向する面：５０～２００ｍｍ^２であり、空間距離Ｌ：１～１０ｍｍに設定されて、離間した状態で対向配置されている。そして、スラグ除去時に支持部３１に作用する振動を永久磁石７０の反発力によって吸収する。すなわち、本実施形態の第１弾性機構５１及び第２弾性機構５２は、対向配置された一対の永久磁石７０によって構成されている。

第１弾性機構５１及び第２弾性機構５２を構成する永久磁石７０は、互いに伸縮自在に嵌合する第１カバー３５ａ、３５ｂと第２カバー５９ａ、５９ｂで覆われているので、例えば、アーク溶接時に発生するヒュームに起因する外部からの鉄紛などが、永久磁石７０に付着することが防止され、磁石性能が変化するのを抑制できる。

また、第１弾性機構５１及び第２弾性機構５２を永久磁石７０により構成することで、バネなどのように疲労破壊の発生や共振が発生することがなく、安定した振動抑制機能が長期間に亘って維持され、衝撃吸収部である第１及び第２弾性機構５１，５２の長寿命化がより図れる。また、指を挟むおそれがないため、安全性が向上する。さらに、衝撃吸収部３０の長さ方向寸法が短縮されて、スラグ除去装置１０Ｃの小型化が可能となる。

このような構成を有するスラグ除去装置１０，１０Ａ，１０Ｂ及び１０Ｃは、図５に示すように、取付ステー６１により可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボット１００に搭載される。

小型溶接ロボット１００は、例えば、磁石などから構成される取り付け部１０６によって角型鋼管１０２の外周に設けられたガイドレール１０１と、該ガイドレール１０１上に設置され、ガイドレール１０１に沿って移動するロボット本体１０３と、ロボット本体１０３に設けられた取付部１０４とを備える。取付部１０４には、スラグ除去装置１０が取り付けられて搭載される。なお、取付部１０４は、溶接作業時には、スラグ除去装置１０に替えて不図示の溶接トーチを取り付けることができる。

ロボット本体１０３は、ガイドレール１０１に沿って角型鋼管１０２の周囲を移動するとともに、ガイドレール１０１から離間する方向にも移動可能であり、さらに取付部１０４は、角型鋼管１０２の外面に沿って図中上下方向に移動可能である。すなわち、取付部１０４は、３方向の自由度を有しており、取付部１０４に搭載されているスラグ除去装置１０は、溶接部１０５に合わせて任意の姿勢をとることができる。

スラグ除去装置１０は、取付ステー６１を介してロボット本体１０３の取付部１０４に搭載されている。スラグ除去装置１０は、図示のエアホースを介してノズル２４から供給されるエアによりスラグ除去装置１０のニードル２２を、高速で進退移動させて、溶接部１０５の溶接金属の表面を覆うスラグに繰り返し衝突させてスラグを破砕し、該スラグを溶接部１０５から剥離して除去する。

ニードル２２が進退する際、その反力がスラグ除去本体２３に前後方向に繰り返し作用する。詳細には、ニードル集合体２１が突出する際には後方に向かう反力が発生してスラグ除去本体２３を後方に押し、ニードル２２が後退する際には前方に向かう反力が発生してスラグ除去本体２３を前方に押す。

このスラグ除去本体２３にかかる反力は、スラグ除去本体２３を把持する支持部３１にも伝達される。すなわち、支持部３１は、ニードル２２が突出すると後方に移動して第２コイルバネ５４を圧縮し、ニードル２２が後退すると前方に移動して第１コイルバネ５３を圧縮して、ガイドレール３８に沿って摺動移動して反力を吸収する。

このように、スラグ除去装置１０の作動時に発生してスラグ除去本体２３に作用する反力は、第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４、防振ゴム５５ａ，５５ｂの弾性力、又は永久磁石７０の反力で吸収されて、スラグ除去装置１０の振動が大幅に抑制される。

また、一対の第１及び第２コイルバネ５３，５４、防振ゴム５５ａ，５５ｂ、及び一対の永久磁石７０が、支持部３１の前後方向に配置されているので、第１コイルバネ５３及び第２コイルバネ５４などの弾性体に作用する負荷が大幅に軽減されて、第１及び第２コイルバネ５３，５４や、防振ゴム５５ａ，５５ｂの寿命が長くなる。さらに、可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボット１００に対して過大な負荷をかけることなく、スラグ除去を行うことができるため、溶接ロボットの寿命向上および衝撃吸収部の寿命向上を図ることができる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、衝撃体はニードルを例として説明したが、チッパーや振動ブラシなどであってもよい。また、第１弾性機構５１及び第２弾性機構５２は、上記で説明した各実施形態の弾性機構及びその組み合わせに拘らず、任意の弾性体を用いることができ、さらにそれらを自由に組み合わせることかできる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 溶接部のスラグを除去するスラグ除去装置であって、
前記スラグ除去装置は、スラグ除去部及び衝撃吸収部を含み、
前記スラグ除去部は、衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において前記支持部に対して前方に配置された第１弾性機構と、前記支持部に対して後方に配置された第２弾性機構と、を有する、
スラグ除去装置。
この構成によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第１弾性機構及び第２弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収することおよび衝撃吸収部にかかるスラグ除去本体の重量による負荷を抑制することができるため、可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボットに適用した場合にあっても過大な負荷をかけることなく、スラグ除去を行うことが可能となる。よって、溶接ロボットの寿命およびスラグ除去装置における衝撃吸収部の寿命を向上させることができる。

（２） 前記衝撃吸収部は、前記第１弾性機構及び前記第２弾性機構の少なくとも一方の周囲を覆うカバー部材を備える、（１）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、外部からの異物やアーク光などによる弾性機構への影響を排除することができる。

（３） 前記第１弾性機構又は前記第２弾性機構は、バネ、防振材、及び磁石のうち少なくとも一つによって構成される、（１）又は（２）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、溶接部に合わせて第１弾性機構又は第２弾性機構を、防振に最適な材料で構成できる。

（４） 前記第１弾性機構及び前記第２弾性機構は、同極同士が対向配置された一対の磁石によって構成される、（３）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、磁石が劣化するおそれがなく、磁石の反発力を利用して長期間に亘って振動抑制機能を維持できる。

（５） 前記バネは、外径：φ１６～φ２０ｍｍ、線径：φ１．０～φ２．４ｍｍ、自由長：５０～１００ｍｍであり、バネ定数：０．８～３．６Ｎ／ｍｍの特性を有する、（３）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、最適なバネ定数を有する第１弾性機構及び第２弾性機構を設計できる。

（６） 前記バネは、初期たわみが２～１０ｍｍとなるように設定されている、（５）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、スラグ除去装置の自重に影響されることなくスラグ除去装置の姿勢を任意の姿勢に設定できる。

（７） 前記防振材は、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムのうち少なくとも一つから構成され、該防振材は、静的バネ定数が５～３０Ｎ／ｍｍの特性を有する、（３）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、多くの防振材の中から最適な防振材を選択できる。

（８） 前記磁石は、磁束密度：３００～６００ｍＴ、面積：５０～２００ｍｍ^２であり、一対の前記磁石は、同極同士が、空間距離を１～１０ｍｍとして対向配置されている、（３）又は（４）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、スラグ除去装置を小型化でき、かつ振動抑制機能の低下が防止できる。

（９） 前記衝撃体は、直径：φ１．５～φ２．５ｍｍのニードルが７～１３本束ねられて構成されるニードル集合体である、（１）に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、スラグ除去に好適な衝撃体が得られる。

（１０） 可搬型溶接ロボットに装着して用いられるための、（１）～（９）のいずれか１つに記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を備えることで、溶接ロボットに係る負荷が大幅に低減し、溶接ロボットの小型化が可能となる。

（１１） （１）～（１０）のいずれか１つに記載のスラグ除去装置を備える、溶接ロボット。
この構成によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を備えることで、溶接ロボットに係る負荷が大幅に低減し、溶接ロボットの小型化が可能となる。

（１２） （１）～（１０）のいずれか１つに記載のスラグ除去装置を用い、振動する前記衝撃体を前記溶接部に打ち付けて前記溶接部のスラグを除去する、スラグ除去方法。
この構成によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を用い、振動する衝撃体を溶接部に打ち付けて溶接部のスラグを除去するので、溶接ロボットに対して過大な負荷をかけることなく、スラグ除去することができる。

（１３） 衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有する、溶接部のスラグを除去するためのスラグ除去装置に用いられる防振装置であって、
前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において、前記支持部より前方に配置された第１弾性機構と、前記支持部より後方に配置された第２弾性機構とを有する、
防振装置。
この構成によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第１弾性機構及び第２弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収することおよびスラグ除去本体重量が衝撃吸収部にかける負荷を抑制することができるため、防振装置の振動抑制機能および寿命を向上させることができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ スラグ除去装置
２０ スラグ除去部
２１ ニードル集合体
２２ ニードル（衝撃体）
２３ スラグ除去本体
３０ 衝撃吸収部
３１ 支持部
３５ａ，３５ｂ 第１カバー（カバー部材）
４０ 直動案内装置
５１ 第１弾性機構
５２ 第２弾性機構
５３ 第１コイルバネ（第１弾性機構）
５４ 第２コイルバネ（第２弾性機構）
５５ａ，５５ｂ 防振ゴム（防振材）
５９ａ，５９ｂ 第２カバー（カバー部材）
７０ 永久磁石（磁石）
１００ 小型溶接ロボット（可搬型溶接ロボット）
１０５ 溶接部
Ｌ 空間距離

Claims (12)

1. 溶接部のスラグを除去するスラグ除去装置であって、
   前記スラグ除去装置は、スラグ除去部及び衝撃吸収部を含み、
   前記スラグ除去部は、衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有し、
   前記衝撃吸収部は、前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において前記支持部に対して前方に配置された第１弾性機構と、前記支持部に対して後方に配置された第２弾性機構と、を有し、
   前記第１弾性機構又は前記第２弾性機構は、バネ、防振材、及び磁石のうち少なくとも２つの組み合わせ、又は、防振材若しくは磁石によって構成される、
   スラグ除去装置。
2. 前記衝撃吸収部は、前記第１弾性機構及び前記第２弾性機構の少なくとも一方の周囲を覆うカバー部材を備える、
   請求項１に記載のスラグ除去装置。
3. 前記第１弾性機構及び前記第２弾性機構は、同極同士が対向配置された一対の磁石によって構成される、
   請求項１又は２に記載のスラグ除去装置。
4. 前記バネは、外径：φ１６～φ２０ｍｍ、線径：φ１．０～φ２．４ｍｍ、自由長：５０～１００ｍｍであり、バネ定数：０．８～３．６Ｎ／ｍｍの特性を有する、
   請求項１又は２に記載のスラグ除去装置。
5. 前記バネは、初期たわみが２～１０ｍｍとなるように設定されている、
   請求項４に記載のスラグ除去装置。
6. 前記防振材は、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムのうち少なくとも一つから構成され、該防振材は、静的バネ定数が５～３０Ｎ／ｍｍの特性を有する、
   請求項１又は２に記載のスラグ除去装置。
7. 前記磁石は、磁束密度：３００～６００ｍＴ、面積：５０～２００ｍｍ^２であり、
   一対の前記磁石は、同極同士が、空間距離を１～１０ｍｍとして対向配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のスラグ除去装置。
8. 前記衝撃体は、直径：φ１．５～φ２．５ｍｍのニードルが７～１３本束ねられて構成されるニードル集合体である、
   請求項１に記載のスラグ除去装置。
9. 可搬型溶接ロボットに装着して用いられるための、
   請求項１～８のいずれか１項に記載のスラグ除去装置。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載のスラグ除去装置を備える、
    溶接ロボット。
11. 請求項１～９のいずれか１項に記載のスラグ除去装置を用い、
    振動する前記衝撃体を前記溶接部に打ち付けて前記溶接部のスラグを除去する、
    スラグ除去方法。
12. 衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有する、溶接部のスラグを除去するためのスラグ除去装置に用いられる防振装置であって、
    前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において、前記支持部より前方に配置された第１弾性機構と、前記支持部より後方に配置された第２弾性機構と、を有し、
    前記第１弾性機構又は前記第２弾性機構は、バネ、防振材、及び磁石のうち少なくとも２つの組み合わせ、又は、防振材若しくは磁石によって構成される、
    防振装置。

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