JPH0140624Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶接ロボツトにおける溶接トーチの緩
衝装置に関し、一層詳細には溶接トーチに連結す
る給電部材をトーチ取付用筐体に支持された回転
軸側に対し弾性部材を介して緊締部材で結合する
よう構成した溶接トーチの緩衝装置に関する。

最近、多関節形溶接ロボツトの導入が広汎に且
つ本格的に行われ、これに伴つて、その使用状態
の実情に合わせて種々の改良が図られている。例
えば、作動アームの先端手首部に取り付けられる
溶接トーチについても、それらを一体的に構成し
たものから溶接トーチと作動アームとを分離構成
しその結合部分に緩衝機構を配設したものが主流
となりつつある。これは、手首機構を介して広範
囲な動作を行う溶接トーチが制御系の故障による
暴走等によつてワークまたは溶接治具等に衝突し
て損傷するのを未然に回避しなければならないと
いう強い要求に基づくものである。

従来技術におけるこの種の装置として、例え
ば、実開昭57−23992号に開示される緩衝装置が
ある。

すなわち、第１図において、参照符号２は支持
部材を示し、この支持部材２は図示しない溶接ロ
ボツトの作動アームの先端部に手首機構を介して
取り付けられる。前記支持部材２には枠体４が固
着され、この枠体４に球面軸受６およびこの球面
軸受６に摺動自在に支承されるスライドシヤフト
８を介してトーチ取付用筐体１０が連結される。
また、前記枠体４の内部には前記スライドシヤフ
ト８の変位によつて動作するリミツトスイツチ１
２が収装されると共に前記スライドシヤフト８に
は枠体４とトーチ取付用筐体１０との接触面を相
互に圧着するための圧縮コイルスプリング１４が
巻回される。そして、前記トーチ取付用筐体１０
にはその内部に図示しない溶接芯線を収容する溶
接トーチ１６が保持される。

従来技術における溶接トーチの緩衝装置は以上
のように構成される。従つて、今、溶接ロボツト
の制御系が故障して溶接トーチ１６が暴走する
と、その広範囲な動作量により溶接トーチ１６が
ワークや溶接治具等に衝突する場合が惹起され
る。

このようにして事故に遭遇した場合には、溶接
トーチ１６を保持するトーチ取付用筐体１０が枠
体４に対して大きく変位しようとするが、この時
の変位は球面軸受６とこの球面軸受６に圧縮コイ
ルスプリング１４を介して摺動自在に支承された
スライドシヤフト８により効果的に許容される。
すなわち、前記トーチ取付用筐体１０の変位に追
随して球面軸受６およびスライドシヤフト８も大
きく変位し、これにより枠体４に対するトーチ取
付用筐体１０の結合状態を維持しつつ前記トーチ
取付用筐体１０の変位を吸収するのである。な
お、この場合、前記従来技術では、前記スライド
シヤフト８の変位によつてリミツトスイツチ１２
が動作し、当該状態時にはロボツト本体の運転が
停止されてトーチ取付用筐体１０の過度の変位が
未然に回避される。このようにして、溶接トーチ
１６のワークまたは溶接治具等との衝突によるシ
ヨツクを緩衝している。

ところで、前記の通り、このような従来の緩衝
装置にあつては、前記スライドシヤフト８等の緩
衝部材がトーチ取付用筐体１０の根元部、すなわ
ち、枠体４との連結部に設けられて当該部位にお
いて間接的に溶接トーチ１６の衝突によるシヨツ
クを緩衝するようになつている。そのため、衝突
の際の衝撃荷重が大きい場合には、トーチ取付用
筐体１０とこれに結合される溶接トーチ１６との
結合部において過大な負荷によりトーチ取付用筐
体１０側に損傷が生じたり、溶接トーチ１６側が
屈曲する場合が出て来る。この結果、正常な作業
に復帰させるために溶接トーチ１６の軸心の修正
に多大な時間がかかり、量産工程に適さないとい
う問題点があつた。

そこで、本考案者等は鋭意考究並びに工夫を重
ねた結果、緩衝装置を溶接トーチとトーチ取付用
筐体との結合部に設ければ、溶接トーチのワーク
または溶接治具等との衝突によるシヨツクを直接
緩衝することが出来、前記の過大負荷に起因した
トーチ取付用筐体の損傷や溶接トーチの屈曲が未
然に回避される溶接トーチの緩衝装置が得られ、
前記の不都合が解消されることが判つた。

従つて、本考案の目的は溶接トーチの先端部が
ワークまたは溶接治具に衝撃的に当接してもそれ
を効果的に吸収し、しかもその衝撃の吸収によつ
て変位した溶接トーチの軸心の修正も簡易に行う
ことが可能であり且つ作業性に優れた溶接トーチ
の緩衝装置を提供するにある。

前記の目的を達成するために、作動アームの先
端部に手首機構を介してトーチ取付用筐体を取り
付け、該トーチ取付用筐体に回転自在に支持され
る回転軸の先端部に絶縁板部材を係着し、前記絶
縁板部材に対しその軸線方向に偏位自在に給電部
材を対設し、前記給電部材に溶接トーチを保持さ
せると共に前記給電部材を前記絶縁板部材に指向
して押圧する弾性部材を設けることを特徴とす
る。

次に、本考案に係る溶接トーチの緩衝装置につ
いて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照して
以下詳細に説明する。

第２図に本考案に係る溶接トーチの緩衝装置を
組み込む多関節形溶接ロボツト２０を示す。この
多関節形溶接ロボツト２０は筐体状のロボツト基
部２２と、このロボツト基部２２の上部において
旋回および傾動自在に支持された第１の作動アー
ム２４とを含む。この第１作動アーム２４の先端
には傾動自在に支持された第２の作動アーム２６
が軸支され、この第２作動アーム２６の先端部に
手首機構２８を介してトーチ取付用筐体３０が傾
動自在に支持される。このトーチ取付用筐体３０
に回転自由に溶接トーチ３２が支承される。そし
て、前記第１作動アーム２４はロボツト基部２２
の内部に収装されたモータ３４によつて矢印Ａ方
向に旋回すると共に第１作動アーム２４の基端部
に外設されたモータ３６によつて矢印Ｂ方向に傾
動する。さらに、前記第２作動アーム２６は第１
作動アーム２４の先端部に外設されたモータ３８
によつて矢印Ｃ方向に傾動する。一方、トーチ取
付用筐体３０は第２作動アーム２６の基端部に設
けられ且つ対を構成するモータ４０，４０の一方
によつて一組のチエーン４２のいずれか一方およ
び手首機構２８を介して矢印Ｄ方向に傾動する。
また、溶接トーチ３２は前記した一対のモータ４
０の他方により前記チエーン４２の他方および手
首機構２８を介して矢印Ｅ方向に回転するよう構
成されている。

多関節形溶接ロボツト２０は概略以上のように
構成され、次に前記トーチ取付用筐体３０と溶接
トーチ３２との結合部に設けられた本考案に係る
溶接トーチの緩衝装置を第３図を参照して詳しく
説明する。

先ず、第２作動アーム２６の先端部にトーチ取
付用筐体３０が図示しないベアリングを介して傾
動自在に支承される。このトーチ取付用筐体３０
の一側部には手首機構２８を構成する図示しない
スプロケツトが一体的に取り付けられ、当該スプ
ロケツトに前記した一方のチエーン４２（第２図
参照）が懸架される。また、前記トーチ取付用筐
体３０の前部には回転軸４４がその小径筒部４６
においてベアリング４８を介して回転自由に支承
される。前記回転軸４４の後端部にはトーチ取付
用筐体３０の内部において傘歯車機構５０の一端
部が連結される。この傘歯車機構５０の他端部に
はトーチ取付用筐体３０の他側部を貫通するよう
にして図示しない別異のスプロケツトが一体的に
取り付けられ、当該スプロケツトに前記した他方
のチエーン４２（第２図参照）が懸架される。一
方、回転軸４４の先端部には略円板状の絶縁部材
５２が図示しないボルトにより取り付けられる。

そして、本実施例では前記絶縁部材５２にフラ
ンジ付きの筒状体からなる給電部材５４が圧縮コ
イルスプリング５６ａ，５６ｂを用いて弾性的に
結合される。すなわち、前記給電部材５４の後端
面には所定深さの環状の凹部５８が形成され、こ
の凹部５８に前記絶縁部材５２の先端外周部６０
が遊嵌する。さらに、前記凹部５８の中央部に開
口された孔部６２の開口端部６３に前記絶縁部材
５２の先端中央に形成したボス６４が遊嵌してい
る。さらにまた、前記絶縁部材５２と給電部材５
４とを結合するボルト６６ａ，６６ｂが前記給電
部材５４のフランジ部６８に形成されたボルト挿
通孔７０ａ，７０ｂを第３図において水平方向に
貫通した後絶縁部材５２に形成された螺子穴７２
ａ，７２ｂに螺合している。そして、このボルト
６６ａ，６６ｂにその頭部と給電部材５４のフラ
ンジ部６８との間に位置して前記圧縮コイルスプ
リング５６ａ，５６ｂが巻回される。なお、前記
ボルト６６ａ，６６ｂは図面では２個図示されて
いるが円周方向に等間隔で少なくとも４個配設し
ておくと好適である。

一方、前記給電部材５４の中央部を貫通する前
記孔部６２にはその先端開口部側から溶接トーチ
３２の基端部が芯線ガイド部材７４を介して嵌合
されると共に前面の袋ナツト７６でこれに結着さ
れる。さらに、前記給電部材５４のフランジ部６
８の外周面には給電ブラシ７８が弾接する。この
給電ブラシ７８はトーチ取付用筐体３０から延在
するブラケツト８０の先端部に固着されたガイド
ブロツク８２にスプリング８４を介して第３図に
おいて垂直方向に摺動自由に支承される。なお、
前記ガイドブロツク８２とブラケツト８０との間
には絶縁部材８６が介装されると共に前記給電ブ
ラシ７８は図示しない給電部に電気的に接続され
る。

次に、前記給電部材５４の筒部外周にはロータ
リケース８８が嵌合される。このロータリケース
８８はその先端部が前記ガイドブロツク８２の図
中水平方向に延在する長穴９０に挿入するピン９
２によつて回り止めされると共にガスの供給口９
４を備える。前記供給口９４は給電部材５４およ
び芯線ガイド部材７４に形成されたガス通路９
６，９８等と連通し、次いで、溶接トーチ３２側
へと連通する。

なお、前記芯線ガイド部材７４の芯線ガイド孔
１００には絶縁部材５２およびトーチ取付用筐体
３０の内部を第３図において水平方向に貫通する
芯線ガイドチユーブ１０２の一端が対向し、この
芯線ガイドチユーブ１０２の他端が第２作動アー
ム２６の内部を嵌挿するコンジツトケーブル１０
４の接続端部に対向する。

本考案に係る溶接トーチの緩衝装置は基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその
作用並びに効果について説明する。

先ず、多関節形溶接ロボツト２０は前記各モー
タ３４，３６，３８，４０等が図示しない制御盤
により駆動されて第１作動アーム２４、第２作動
アーム２６、トーチ取付用筐体３０および溶接ト
ーチ３２が前記した所定の作動を行う。このよう
にモータからなる回転駆動源が付勢されると、前
記溶接トーチ３２が所定の溶接位置に移動され、
所定のアーク溶接作業を行う。この溶接時には、
図示しない溶接芯線送給装置により溶接芯線がコ
ンジツトケーブル１０４、芯線ガイドチユーブ１
０２および芯線ガイド部材７４を経て溶接トーチ
３２に供給されると共にロータリケース８８の供
給口９４に接続される図示しないガス管より所定
のガスが溶接トーチ３２に供給される。勿論、前
記溶接トーチ３２には図示しない給電部から給電
ブラシ７８、給電部材５４を介して所定の電流が
継続して送給される。

ところで、前記溶接トーチ３２の移動時に制御
系が故障すると、所謂、ロボツトが暴走してその
広範囲な動作を行う溶接トーチ３２がワークまた
は溶接治具等に衝突することがある。

ところが、本実施例では前記溶接トーチ３２が
その根元部において、圧縮コイルスプリング５６
ａ，５６ｂによりトーチ取付用筐体３０に対して
弾性的に支持されている。従つて、前記衝突時に
溶接トーチ３２に対して、例えば、図中下方に変
位させる力が生じた時には、第４図に示すよう
に、溶接トーチ３２自体が給電部材５４と共に圧
縮コイルスプリング５６ａを大きく圧縮し且つ絶
縁部材５２と給電部材５４の結合状態を保持しつ
つ図中下方に変位し、前記衝突によるシヨツクを
効果的に緩衝する。この時、第４図に明確に示さ
れるように、給電ブラシ７８は給電部材５４のフ
ランジ部６８とスプリング８４の作用下に圧接さ
れるため、溶接電流は継続して給電され、溶接作
用そのものが停止されることはない。すなわち、
従来技術のように溶接トーチ３２とトーチ取付用
筐体３０とが剛性をもつて結合された場合におい
て過大な負荷によるトーチ取付用筐体３０側の損
傷や溶接トーチ３２側の屈曲事故が未然に回避出
来る。

また、本実施例では前記溶接トーチ３２を保持
する給電部材５４の凹部５８が絶縁部材５２に遊
嵌している。従つて、前記した衝突時には溶接ト
ーチ３２は前記嵌合部分にある程度規制されて変
位することになり、その基端部における軸心のず
れは最少限に抑えられる。また、前記嵌合部分の
案内機能によつて軸心の修正作業が容易に行い得
る。

さらに、本実施例では回り止め用のピン９２の
先端部がガイドブロツク８２の長穴９０に挿入さ
れるように構成されているため、前記衝突時にロ
ータリケース８８は給電部材５４と共に容易に変
位出来、その損傷等が免れる。

以上説明したように、本考案によれば、溶接ト
ーチを保持する給電部材をトーチ取付用筐体に支
承された回転軸側に弾性部材を介して弾性的に結
合するようにしたので、溶接ロボツトの暴走時等
における溶接トーチのワークまたは溶接治具等と
の衝突によるシヨツクを直接緩衝することが出来
る。従つて、従来技術に見受けられたような前記
衝突時の過大負荷に起因したトーチ取付用筐体の
損傷や溶接トーチの屈曲が未然に回避され、正常
状態に復帰させる場合にも溶接トーチの軸心の修
正作業が容易でラインを全体的にダウンさせるこ
とがなく、しかも作業性に優れるという効果が得
られる。また、前記緩衝動作中であつても、給電
動作は続行されるため、作業能率が低下すること
もない。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る溶接トーチの緩衝装置
の一部切欠正面図、第２図は本考案に係る溶接ト
ーチの緩衝装置を組み込んだ多関節形溶接ロボツ
トの一部切欠全体正面図、第３図は本考案に係る
溶接トーチの緩衝装置の一実施例を示す断面図、
第４図は第３図の緩衝装置の作用状態を示す断面
図である。 ２……支持部材、４……枠体、６……球面軸
受、８……スライドシヤフト、１０……トーチ取
付用筐体、１２……リミツトスイツチ、１４……
圧縮コイルスプリング、１６……溶接トーチ、２
０……多関節形溶接ロボツト、２２……ロボツト
基部、２４……第１作動アーム、２６……第２作
動アーム、２８……手首機構、３０……トーチ取
付用筐体、３２……溶接トーチ、３４，３６，３
８，４０……モータ、４２……チエーン、４４…
…回転軸、４６……小径筒部、４８……ベアリン
グ、５０……傘歯車機構、５２……絶縁部材、５
４……給電部材、５６ａ，５６ｂ……圧縮コイル
スプリング、５８……凹部、６０……先端外周
部、６２……孔部、６３……開口端部、６４……
ボス、６６ａ，６６ｂ……ボルト、６８……フラ
ンジ部、７０ａ，７０ｂ……ボルト挿通孔、７２
ａ，７２ｂ……螺子穴、７４……芯線ガイド部
材、７６……袋ナツト、７８……給電ブラシ、８
０……ブラケツト、８２……ガイドブロツク、８
４……スプリング、８６……絶縁部材、８８……
ロータリケース、９０……長穴、９２……ピン、
９４……供給口、９６，９８……ガス通路、１０
０……芯線ガイド孔、１０２……芯線ガイドチユ
ーブ、１０４……コンジツトケーブル。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 作動アームの先端部に手首機構を介してトー
   チ取付用筐体を取り付け、該トーチ取付用筐体
   に回転自在に支持される回転軸の先端部に絶縁
   板部材を係着し、前記絶縁板部材に対しその軸
   線方向に偏位自在に給電部材を対設し、前記給
   電部材に溶接トーチを保持させると共に前記給
   電部材を前記絶縁板部材に指向して押圧する弾
   性部材を設けることを特徴とする溶接トーチの
   緩衝装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、給電部材は絶縁部材にボルトで結合さ
   れると共にこのボルトには給電部材を絶縁部材
   に対し偏位自在に圧着する圧縮コイルスプリン
   グが巻回されるよう構成してなる溶接トーチの
   緩衝装置。